Neurones musicaux

Pour la première fois, des neuroscientifiques du MIT ont identifié une population neuronale dans le cortex auditif humain qui réagit spécifiquement à la musique, mais pas à la parole ou à d'autres sons environnementaux.

L'existence d'une telle population de neurones a fait l'objet de nombreuses spéculations, explique Josh McDermott, professeur adjoint de neurosciences au MIT. L'un des principaux débats autour de la musique est de savoir dans quelle mesure elle a des mécanismes dédiés dans le cerveau et dans quelle mesure elle s'appuie sur des mécanismes qui servent principalement d'autres fonctions, dit-il.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de mars 2016

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À l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), McDermott et ses collègues ont scanné le cerveau de 10 sujets humains écoutant 165 sons, y compris différents types de parole et de musique ainsi que des sons quotidiens tels que des pas, le démarrage d'un moteur de voiture et la sonnerie d'un téléphone.

La cartographie du système auditif s'est avérée difficile car l'IRMf, qui mesure le flux sanguin en tant qu'indice de l'activité neuronale, manque de résolution spatiale fine. En IRMf, les voxels, la plus petite unité de mesure, peuvent refléter la réponse de millions de neurones.

Pour démêler ces réponses, les chercheurs ont utilisé une technique qui modélise chaque voxel comme un mélange de multiples réponses neuronales sous-jacentes. Cela a révélé six populations de neurones - la population sélective de la musique, un ensemble de neurones qui répondent sélectivement à la parole et quatre ensembles qui répondent à d'autres propriétés acoustiques telles que la hauteur et la fréquence.

Ces quatre populations acoustiquement sensibles chevauchent des régions du cortex auditif primaire, qui effectue la première étape du traitement du son cortical. Les populations neuronales sélectives pour la parole et la musique se situent au-delà de cette région primaire.

Nous pensons que cela fournit la preuve qu'il existe une hiérarchie de traitement où il y a des réponses à des dimensions acoustiques relativement simples dans cette zone auditive primaire. Cela est suivi d'une deuxième étape de traitement qui représente des propriétés plus abstraites du son liées à la parole et à la musique, explique le postdoc Sam Norman-Haignere, PhD '15, auteur principal de l'étude, publiée dans Neuron.

Nancy Kanwisher '80, PhD '86, professeur de neurosciences cognitives et auteur de l'étude, affirme que même si des réponses sélectives musicales existent dans le cerveau, cela ne signifie pas qu'elles reflètent un système cérébral inné. Une question importante pour l'avenir sera de savoir comment ce système apparaît dans le développement : à quel moment il se trouve dans la petite enfance ou l'enfance, et dans quelle mesure il dépend de l'expérience, dit-elle.

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