Soutenance de thèse de Mylène BARBAROUX

La pratique musicale exerce une influence positive sur le cerveau à différents niveaux, que ce soit sur des processus « bas-niveau » comme la perception ou sur des fonctions cognitives de plus « haut-niveau » comme l’attention, la mémoire, ou encore le traitement du langage. En particulier, les résultats de plusieurs études ont montré que les musiciens apprennent mieux le sens de nouveaux mots dans une langue étrangère que les personnes n’ayant jamais pratiqué la musique. Dans la première partie de mon travail de thèse, j’ai essayé de comprendre dans quelle mesure ces résultats dépendent d’une meilleure perception auditive. J’ai testé l’hypothèse en cascade, selon laquelle une meilleure perception auditive chez les musiciens améliorerait l’apprentissage du sens de nouveaux mots en permettant de catégoriser plus efficacement les sons du langage et ainsi de leur associer plus facilement un sens. Afin de tester la causalité, j’ai utilisé une approche longitudinale, en entrainant des adultes non-musiciens pendant plusieurs jours sur une tâche psychoacoustique de discrimination de hauteur (ou d’intensité pour le groupe de contrôle) de sons harmoniques complexes (non-langagiers). Les participants ont ensuite été testés dans une tâche de catégorisation phonologique de mots porteurs de variations tonales, ainsi que sur l’apprentissage du sens de ces mots. Les résultats montrent qu’après seulement trois heures d’entraînement psychoacoustique, les seuils de discrimination étaient spécifiquement plus bas pour le paramètre entraîné (la hauteur ou l’intensité). De plus, les participants entraînés à discriminer la hauteur des sons harmoniques catégorisaient plus vite les mots selon leur hauteur, et apprenaient mieux le sens de ces mots, comme montré par des pourcentages d’erreurs plus bas et des composantes N400 plus amples que dans le groupe de contrôle. Ces résultats vont dans le sens de l’hypothèse en cascade, et sont à ma connaissance les premiers montrant que quelques heures d’entraînement perceptif sur des sons harmoniques non-langagiers influencent de manière causale la catégorisation et l’apprentissage du sens de nouveaux mots. Ces résultats sont discutés dans le cadre des effets de transfert, proches et lointains, de l’entraînement musical sur les processus cognitifs. Dans la deuxième partie de mon travail de thèse, j’ai évalué les effets d’un programme d’apprentissage musical en milieu scolaire (programme Démos) mis en place par la Philharmonie de Paris, sur les fonctions cognitives d’enfants issus de milieux socio-économiques très modestes, qui présentent généralement un retard par rapport à la norme. J’ai eu l’opportunité de mener une étude longitudinale et d’évaluer différentes fonctions cognitives chez des enfants de quartiers défavorisés de Marseille avant et 18 mois après qu’ils commencent leur apprentissage musical. L’utilisation de tests standardisés et la normalisation des scores ont permis de comparer l’évolution des enfants du programme Démos à celle d’enfants du même âge issus de la population générale. Les résultats montrent qu’après 18 mois d’apprentissage musical, les scores de musicalité, d’intelligence générale, ainsi que les capacités attentionnelles et de lecture étaient améliorées, comparés à avant l’apprentissage musical. Ces résultats, en accord avec ceux d’études précédentes, démontrent l’impact positif d’un programme d’apprentissage musical en milieu scolaire sur le développement cognitif d’enfants issus d’un milieu modeste. Ils soulignent encore une fois l’importance de développer de tels programmes, en particulier dans les quartiers défavorisés. Les études réalisées lors de mon travail de thèse, avec des méthodes et des populations différentes, sont complémentaires : elles permettent de mieux comprendre, grâce à une approche longitudinale, les effets de transfert de la pratique musicale vers différentes fonctions cognitives.

Musical practice positively influences brain functioning at various levels, from low-level perceptual processes to higher level cognitive functions, like attention, memory, and language processing. Recently, musical expertise has also been shown to influence high-level speech abilities such as novel word learning. The first study conducted for my PhD work aimed at understanding why this is the case by determining whether low-level enhanced perceptual skills causally drive successful novel word learning. We tested the cascading hypothesis, following which increased perceptual abilities in musicians drive the influence of music training on higher language processes. Specifically, we suggested that better auditory perception improves categorization of non-native speech sounds and facilitates association to a meaning. To test this hypothesis, we used a longitudinal approach with psychoacoustic procedures to train two groups of adult non-musicians for several days, either on pitch discrimination or on intensity discrimination (control group), using harmonic complex sounds. Participants were then tested on tone word categorization and learning. After a short psychoacoustic training (total = 3 hours), discrimination thresholds were lower on the specific feature (pitch or intensity) that was trained. Moreover, participants trained on pitch were faster to categorize words varying on pitch and were more efficient in learning the meaning of these novel words, as shown by lower error rates and larger N400 components, than participants trained on intensity. These results are in line with the cascading hypothesis and, to our knowledge, provide the first evidence that enhanced perception of relevant features through a few hours of acoustic training with harmonic non-speech sounds causally impacts the categorization of speech sounds as well as novel word learning. These results are discussed within the framework of near and far transfer effects from music training to cognitive processes. The second study of my PhD work, aimed at evaluating the impact of a classic music training program in school-setting (Démos), implemented by the Philharmonie de Paris, on several aspects of the cognitive development of children from low socio-economic backgrounds. We had the opportunity to set up a longitudinal study to evaluate, with standardized tests, several cognitive functions in children from disadvantaged areas of Marseille, before and 18 months after they started to practice a musical instrument. We hypothesized that musical practice would improve the cognitive development of these children who often perform below the norm. We were specifically interested to test general intelligence, phonological awareness and reading abilities, as well as other cognitive abilities that may be improved by music training such as auditory and visual attention, working and short-term memory and visuomotor precision. To examine pre-to-post training improvements while discarding maturation and developmental effects, raw scores for each child and for each test were normalized relative to their age group. Results showed that Démos music training improved musicality and general intelligence scores, as well as concentration abilities and reading precision. In line with previous results, these findings demonstrate the positive impact of an ecologically valid music training program on the cognitive development of children from low socio-economic backgrounds. They strongly encourage the broader implementation of such programs in disadvantaged school-settings. The studies conducted for my PhD work, with different methods and populations, are complementary: thanks to a longitudinal approach, they allow to better understand transfer effects from musical practice to cognitive functions.