Corrélats neuronaux sous-jacents aux expressions émotionnelles : une comparaison entre musique, voix et visage

Cette thèse a pour objectif de comparer les expressions émotionnelles évoquées par la musique, la voix (expressions non-linguistiques) et le visage sur les plans comportemental et neuronal. Plus précisément, le but est de bénéficier de l’indéniable pouvoir émotionnel de la musique afin de raffiner notre compréhension des théories et des modèles actuels associés au traitement émotionnel. Qui plus est, il est possible que cette disposition surprenante de la musique pour évoquer des émotions soit issue de sa capacité à s’immiscer dans les circuits neuronaux dédiés à la voix, bien que les évidences à cet effet demeurent éparses pour le moment. Une telle comparaison peut potentiellement permettre d’élucider, en partie, la nature des émotions musicales. Pour ce faire, différentes études ont été réalisées et sont ici présentées dans deux articles distincts. Les études présentées dans le premier article ont comparé, sur le plan comportemental, les effets d’expressions émotionnelles sur la mémoire entre les domaines musical et vocal (non-linguistique). Les résultats ont révélé un avantage systématique en mémoire pour la peur dans les deux domaines. Aussi, une corrélation dans la performance individuelle en mémoire a été trouvée entre les expressions de peur musicales et vocales. Ces résultats sont donc cohérents avec l’hypothèse d’un traitement perceptif similaire entre la musique et la voix.  Dans le deuxième article, les corrélats neuronaux associés à la perception d’expressions émotionnelles évoquées par la musique, la voix et le visage ont été directement comparés en imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle (IRMf). Une augmentation significative du signal « Blood Oxygen Level Dependent » (BOLD) a été trouvée dans l’amygdale (et à l’insula postérieure) en réponse à la peur, parmi l’ensemble des domaines et des modalités à l’étude. Une corrélation dans la réponse BOLD individuelle de l’amygdale, entre le traitement musical et vocal, a aussi été mise en évidence, suggérant à nouveau des similarités entre les deux domaines. En outre, des régions spécifiques à chaque domaine ont été relevées. Notamment, le gyrus fusiforme (FG/FFA) pour les expressions du visage, le sulcus temporal supérieur (STS) pour les expressions vocales ainsi qu’une portion antérieure du gyrus temporal supérieur (STG) particulièrement sensible aux expressions musicales (peur et joie), dont la réponse s’est avérée modulée par l’intensité des stimuli. Mis ensemble, ces résultats révèlent des similarités mais aussi des différences dans le traitement d’expressions émotionnelles véhiculées par les modalités visuelle et auditive, de même que différents domaines dans la modalité auditive (musique et voix). Plus particulièrement, il appert que les expressions musicales et vocales partagent d’étroites similarités surtout en ce qui a trait au traitement de la peur. Ces données s’ajoutent aux connaissances actuelles quant au pouvoir émotionnel de la musique et contribuent à élucider les mécanismes perceptuels sous-jacents au traitement des émotions musicales. Par conséquent, ces résultats donnent aussi un appui important à l’utilisation de la musique dans l’étude des émotions qui pourra éventuellement contribuer au développement de potentielles interventions auprès de populations psychiatriques. This thesis aims to compare emotional expressions evoked by music, voices (non-linguistic) and faces at a behavioral and neuronal level. Specifically, the goal was to exploit the emotional power of music to refine our understanding of theories and models associated with emotional processing. Moreover, it has been suggested that music’s surprising ability to evoke emotions might arise from its capacity to invade brain circuits dedicated to voice processing, although evidences are scarce in this regard. Therefore, a direct comparison between these stimulus categories could potentially help understand the bases of musical emotions. To do so, we conducted a series of experiments, which are presented in two separate published articles. Experiments presented in the first paper compared, at a behavioral level, the effect of emotions on memory across musical and vocal (non-linguistic) domains. Results revealed a systematic memory advantage for fear within both domains. Individual memory performances were also correlated across musical and vocal expressions. These results are thus consistent with the hypothesis of a similar behavioral processing between music and voices.  In the second article, neural correlates associated with the perception of emotional expressions evoked by music, voices and faces were directly compared using functional magnetic resonance imaging (fMRI). Significant «Blood Oxygen Level Dependent» (BOLD) signal increase in the amygdala (and posterior insula) was found across domains and modalities in response to fear expressions. In addition, subject-specific amygdala BOLD signal responses for music and voice were correlated, again suggesting similarities across domains. Domain specific brain regions were also revealed. Namely, the fusiform gyrus (FG/FFA) for faces, the superior temporal sulcul (STS) in the case of voices, and an anterior portion of the superior temporal gyrus (STG) for musical expressions (fear & happiness), whose response appeared to be modulated by stimulus emotional intensity. Altogether, the results presented here suggest similarities but also differences in the processing of emotional expressions conveyed by visual and auditory modalities, and, within the audition, for different domains (music and voices). In particular, emotional expressions within the musical and vocal domains appear to share close similarities, especially in the case of fear. These data adds on to current knowledge about the emotional power of music and contribute to clarify some of the underlying perceptual mechanisms involved in processing musical emotions. Thus, these findings provide further support that music can be a useful tool in investigating emotions and that it could eventually contribute to develop potential interventions for psychiatric populations.

Keyphrases: Émotion, Amygdale, Mémoire, IRMf, Musique, Voix, Visage, Peur, Music, Emotion, Amygdala, Memory, fMRI, Music, Vocalizations, Faces, Fear