homme-animal

Les oiseaux ont des gène de langage en commun avec les humains
Le processus par lequel les bébé oiseaux apprennent à chanter ressemble par un certain nombre de traits avec celui par lequel les enfants en bas âge apprennent à parler.
Aujourd’hui les chercheurs ont identifié un gène commun aux les oiseaux et aux personnes qui est à la base de ces capacités. Cette découverte marque le début d'un effort pour explorer les sous structures génétiques de l'étude vocale.
L'apprentissage vocal est caractéristique chez certain nombre d'animaux, y compris les humains, dauphins, baleines et oiseaux. Pour sonder comment la génétique guide ce processus, Sebastian Haesler de l'institut Max Planck pour la génétique moléculaire à Berlin et Kazuhiro Wada du centre médical à Duke University et leurs collègues se sont concentré sur un gène connu sous le nom de FoxP2, dont la mutation est associée aux problèmes de langue chez les individus. "Chez les humains affectés, la mutation de Fox cause un dysfonctionnement très spécifique," explique le co-auteur d'étude Erich Jarvis de Duke University. "Ces personnes ont une coordination moteur en grande partie normale, mais présentent une incapacité à prononcer correctement des mots ou de les façonner en des phrases grammaticalement correctes. De plus, elles éprouvent des problèmes comprendre un langage complexe. "L'équipe a analysé l'expression du gène FoxP2 chez un certain nombre d'espèces d'oiseau, certains apprentis de l’aptitude vocale, d’autres non, ainsi qu’ avec des crocodiles, le parent vivant le plus proche des oiseaux.
Chez les humains et les oiseaux le gène est exprimé dans une région du cerveau connue sous le nom de "ganglions fondamentaux", rapportent aujourd'hui les chercheurs dans le Journal of Neuroscience. " Nous avons constaté que les niveaux de FoxP2 semblent augmenter par moment juste avant que l'oiseau ne commence à modifier ses chants," dit Jarvis. " Ainsi ceci confirmerait un rôle de cause à effet, sous-tendu par le gène, qui permettrait aux circuits cérébraux "chanson-étude" de devenir plus plastiques, il permet aussi aux oiseaux d'imiter des bruits.
"En revanche, chez les espèces qui n'ont pas d’apprentissage vocal, l'équipe n'a observé aucun niveau de localisation ou de différentiel de l'activité FoxP2. Les prochains plans à étudier par l'équipe seront de savoir s’il y a de petites différences de FoxP2 entre les oiseaux qui apprennent à chanter et les autres qui ne le font pas, et comment les mutations de ce gène affectent l'étude vocale. D'autres facteurs, tels que des raccordements entre le cerveau et les neurones moteur commandant la voix, contribuent également à l'apprentissage vocal. Mais il est intrigant, note Jarvis, "Qu'un gène antique comme FoxP2 puisse avoir quelque chose faire avec des vocalisations apprises chez l'homme et chez les oiseaux."

Auteur: Internet

Info: Sarah Graham, SCIENCE NEWS 31 Mars 2004

[ musique ] [ génétique ] [ ADN ]

neuroscience

On sait enfin pourquoi le cerveau consomme autant d'énergie

La faute a des petites pompes "cachées". 

Les scientifiques le savent: le cerveau humain est une véritable machine insatiable en énergie. Au total, il en engloutit jusqu'à 10 fois plus que le reste du corps. Et même lorsque nous nous reposons, 20% de notre consommation de carburant est directement utilisé pour son fonctionnement. Un phénomène inexpliqué sur lequel nombre de scientifiques se sont cassés les dents. Jusqu'à aujourd'hui.

Publiée dans la revue Science Advances, une nouvelle étude explique l'origine du processus. Un processus qui se déroule dans ce que l'on appelle les vésicules synaptiques.

Entre deux neurones se trouve une synapse, zone qui assure la transmission des informations entre ces deux cellules nerveuses. Quand un signal est envoyé d'un neurone à un autre, un groupe de vésicules aspire les neurotransmetteurs à l'intérieur du premier neurone, au bout de sa queue. Le message est ainsi bien enveloppé, comme une lettre prête à être postée.

L'information est ensuite amenée jusqu'au bord du neurone, où elles fusionne avec la membrane, avant de relâcher les neurotransmetteurs dans la fameuse synapse. Dans cette zone, les neurotransmetteurs finissent leur course en entrant en contact avec les récepteurs du deuxième neurone. Et hop! Le message est passé.

Facile direz-vous. Certes, mais tout ceci nécessite beaucoup d'énergie cérébrale, ont découvert les scientifiques. Et ce, que le cerveau soit pleinement actif ou non.

En effectuant plusieurs expériences sur les terminaisons nerveuses, les membres de l'étude ont observé le comportement de la synapse lorsqu'elle est active ou non. Résultat: même quand les terminaisons nerveuses ne sont pas stimulées, les vésicules synaptiques, elles, ont toujours besoin de carburant. La faute à une sorte de petite pompe "cachée" qui est notamment en charge de pousser les protons hors de la vésicule. Chargée de pousser les protons hors de la vésicule et d'aspirer ainsi les neurotransmetteurs elle ne semble jamais se reposer et a donc besoin d'un flux constant d'énergie. En fait, cette pompe "cachée" est responsable de la moitié de la consommation métabolique de la synapse au repos.

Selon les chercheurs, cela s'explique par le fait que cette pompe a tendance à avoir des fuites. Ainsi, les vésicules synaptiques déversent constamment des protons via leurs pompes, même si elles sont déjà pleines de neurotransmetteurs et si le neurone est inactif.

Étant donné le grand nombre de synapses dans le cerveau humain et la présence de centaines de vésicules synaptiques à chacune de ces terminaisons nerveuses, ce coût métabolique caché, qui consiste à conserver les synapses dans un état de "disponibilité", se fait au prix d'une importante dépense d'énergie présynaptique et de carburant, ce qui contribue probablement de manière significative aux exigences métaboliques du cerveau et à sa vulnérabilité métabolique", concluent les auteurs.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment les différents types de neurones peuvent être affectés par des charges métaboliques aussi élevées, car ils ne réagissent pas tous de la même manière.

Certains neurones du cerveau, par exemple, peuvent être plus vulnérables à la perte d'énergie, et comprendre pourquoi pourrait nous permettre de préserver ces messagers, même lorsqu'ils sont privés d'oxygène ou de sucre.

"Ces résultats nous aident à mieux comprendre pourquoi le cerveau humain est si vulnérable à l'interruption ou à l'affaiblissement de son approvisionnement en carburant", explique le biochimiste Timothy Ryan, de la clinique Weill Cornell Medicine à New York.

"Si nous avions un moyen de diminuer en toute sécurité cette fuite d'énergie et donc de ralentir le métabolisme cérébral, cela pourrait avoir un impact clinique très important." 

Auteur: Internet

Info: Science Advances, 3 déc 2021

[ cervelle énergivore ]

parents-enfants

Il y a encore une autre raison pour laquelle les enfants orientés vers leurs pairs sont insatiables. Pour atteindre le tournant décisif, l'enfant doit non seulement être comblé, mais cette satisfaction doit être assimilée. Il faut que le cerveau de l'enfant enregistre d'une manière ou d'une autre que son désir de proximité et de connexion est satisfait. Cet enregistrement n'est pas cognitif ni même conscient, mais profondément émotionnel. C'est l'émotion qui fait bouger l'enfant et fait passer l'énergie d'un programme de développement à un autre, de l'attachement à l'individuation.

Le problème est que, pour que l'épanouissement s'installe, l'enfant doit être capable de se sentir profondément vulnérable - une expérience à laquelle la plupart des enfants peer-oriented ne seront pas exposés. Les enfants orientés vers leurs pairs ne peuvent pas se permettre de ressentir leur vulnérabilité. Il peut sembler étrange que les sentiments d'épanouissement exigent une ouverture aux sensations de vulnérabilité. L'épanouissement n'implique ni douleur ni souffrance, bien au contraire. Pourtant, il existe une logique émotionnelle sous-jacente au phénomène. Pour que l'enfant se sente plein, il doit d'abord se sentir vide ; pour se sentir aidé, il doit d'abord sentir qu'il a besoin d'aide ; pour se sentir complet, il doit s'être senti incomplet. Pour éprouver la joie des retrouvailles, il doit d'abord éprouver la douleur de la perte, pour être réconforté, il doit d'abord se sentir blessé.

La sensation de satiété peut être une expérience très agréable, mais la condition préalable est d'être capable de ressentir un sentiment de manque. Lorsqu'un enfant perd la capacité de ressentir ses vides d'attachement, il perd également la capacité de se sentir nourri et épanoui. L'une des premières choses que je vérifie dans mon évaluation des enfants est l'existence de sentiments de manque et de perte.  C'est révélateur de la santé émotionnelle d'un enfant, la capacité de sentir ce qui lui manque et de savoir à quoi correspond ce vide. Dès qu'ils sont capables de formuler, ils devraient pouvoir dire des choses comme "Papa me manque", "Ça m'a fait mal que grand-mère ne m'ait pas remarqué", "Tu n'avais pas l'air de t'intéresser à mon histoire", "Je ne crois pas qu'untel m'aime".

De nos jours, de nombreux enfants sont trop protégés, trop fermés sur le plan émotionnel, pour éprouver de telles émotions de vulnérabilité. Les enfants sont affectés par ce qui manque, qu'ils le ressentent ou non, mais ce n'est que lorsqu'ils peuvent sentir et savoir ce qui manque qu'ils peuvent être libérés de leur quête d'attachement. Les parents de tels enfants ne sont pas en mesure de les amener à ce genre de seuil décisif ou vers un lieu d'apaisement. Si un enfant se protège de la vulnérabilité parce que peer oriented, il devient également insatiable vis-à-vis de ses parents. Telle est la tragédie de l'orientation vers les pairs - elle rend notre amour et notre affection inutiles et insatisfaisants.

Pour les enfants insatiables, rien n'est jamais suffisant. Peu importe ce que l'on fait, combien on essaie d'arranger les choses, combien d'attention et d'approbation on donne, le point de rupture n'est jamais atteint. Pour les parents, cette situation est extrêmement décourageante et épuisante. Rien n'est plus satisfaisant pour un parent que le sentiment d'être la source d'épanouissement de son enfant. Des millions de parents sont privés d'une telle expérience parce que leurs enfants cherchent à être nourris ailleurs ou sont trop protégés de la vulnérabilité pour être capables de se rassasier.

L'insatiabilité maintient nos enfants dans leur première phase de développement, dans l'immaturité, incapables de transcender leurs instincts de base. Ils ne trouvent jamais le repos et restent toujours dépendants de quelqu'un ou de quelque chose d'extérieur à eux pour être satisfaits. Ni la discipline imposée par les parents ni l'amour qu'ils leur portent ne peuvent guérir cette condition. Le seul espoir est de ramener les enfants dans le giron d'affection auquel ils appartiennent, pour ensuite les adoucir afin que notre amour puisse réellement pénétrer et nourrir.

Auteur: Mate Gabor

Info: Hold On to Your Kids: Why Parents Need to Matter More Than Peers

[ réseaux sociaux ] [ déconnexion familiale ] [ risque zéro ] [ surprotection enfantine ]

post-matérialisme

Comme nous le disions aussi précédemment, s’il est vrai que l’emprise du matérialisme diminue, il ne convient pourtant guère de s’en féliciter, car, la "descente" cyclique n’étant pas encore achevée, les "fissures" [...] ne peuvent se produire que par le bas ; autrement dit, ce qui "interfère" par là avec le monde sensible ne peut être rien d’autre que le "psychisme cosmique" inférieur, dans ce qu’il a de plus destructif et de plus "désagrégeant", et il est d’ailleurs évident qu’il n’y a que les influences de cette sorte qui soient vraiment aptes à agir en vue de la dissolution ; dès lors, il n’est pas difficile de se rendre compte que tout ce qui tend à favoriser et à étendre ces "interférences" ne correspond, consciemment ou inconsciemment, qu’à une nouvelle phase de la déviation dont le matérialisme représentait en réalité un stade moins "avancé", quelles que puissent être les apparences extérieures, qui sont souvent fort trompeuses.
Nous devons en effet remarquer à ce propos que des "traditionalistes" mal avisés se réjouissent inconsidérément de voir la science moderne, dans ses différentes branches, sortir quelque peu des limites étroites où ses conceptions s’enfermaient jusqu’ici, et prendre une attitude moins grossièrement matérialiste que celle qu’elle avait au siècle dernier ; ils s’imaginent même volontiers que, d’une certaine façon, la science profane finira par rejoindre ainsi la science traditionnelle (qu’ils ne connaissent guère et dont ils se font une idée singulièrement inexacte, basée surtout sur certaines déformations et "contrefaçons" modernes), ce qui, pour des raisons de principe sur lesquelles nous avons souvent insisté, est chose tout à fait impossible. Ces mêmes "traditionalistes" se réjouissent aussi, et peut-être même encore davantage, de voir certaines manifestations d’influences subtiles se produire de plus en plus ouvertement, sans songer aucunement à se demander quelle peut bien être au juste la "qualité" de ces influences (et peut-être ne soupçonnent-ils même pas qu’une telle question ait lieu de se poser) ; et ils fondent de grands espoirs sur ce qu’on appelle aujourd’hui la "métapsychique" pour apporter un remède aux maux du monde moderne, qu’ils se plaisent généralement à imputer exclusivement au seul matérialisme, ce qui est encore une assez fâcheuse illusion. Ce dont ils ne s’aperçoivent pas (et en cela ils sont beaucoup plus affectés qu’ils ne le croient par l’esprit moderne, avec toutes les insuffisances qui lui sont inhérentes), c’est que, dans tout cela, il s’agit en réalité d’une nouvelle étape dans le développement, parfaitement logique, mais d’une logique vraiment "diabolique", du "plan" suivant lequel s’accomplit la déviation progressive du monde moderne ; le matérialisme, bien entendu, y a joué son rôle, et un rôle incontestablement fort important, mais maintenant la négation pure et simple qu’il représente est devenue insuffisante ; elle a servi efficacement à interdire à l’homme l’accès des possibilités d’ordre supérieur, mais elle ne saurait déchaîner les forces inférieures qui seules peuvent mener à son dernier point l’œuvre de désordre et de dissolution.
L’attitude matérialiste, par sa limitation même, ne présente encore qu’un danger également limité ; son "épaisseur", si l’on peut dire, met celui qui s’y tient à l’abri de toutes les influences subtiles sans distinction, et lui donne à cet égard une sorte d’immunité assez comparable à celle du mollusque qui demeure strictement enfermé dans sa coquille, immunité d’où provient, chez le matérialiste, cette impression de sécurité dont nous avons parlé ; mais, si l’on fait à cette coquille, qui représente ici l’ensemble des conceptions scientifiques conventionnellement admises et des habitudes mentales correspondantes, avec l’"endurcissement" qui en résulte quant à la constitution "psycho-physiologique" de l’individu , une ouverture par le bas, comme nous le disions tout à l’heure, les influences subtiles destructives y pénétreront aussitôt, et d’autant plus facilement que, par suite du travail négatif accompli dans la phase précédente, aucun élément d’ordre supérieur ne pourra intervenir pour s’opposer à leur action. On pourrait dire encore que la période du matérialisme ne constitue qu’une sorte de préparation surtout théorique, tandis que celle du psychisme inférieur comporte une "pseudo-réalisation", dirigée proprement au rebours d’une véritable réalisation spirituelle […].

Auteur: Guénon René

Info: Dans "Le règne de la quantité" pages 165-167

[ new age ] [ spiritualité moderne ] [ satanisme ]

femmes-hommes

L'esprit pourrait affecter les machines selon les sexes
Pendant 26 ans, des conversations étranges ont eu lieu dans un laboratoire du sous-sol de l'université de Princeton. On utilise des ordinateurs au rendement aléatoire et les expériences font se concentrer des participants sur le contrôle d'une ou de plusieurs machines. Après plusieurs million d'épreuves on peut détecter de petits signes "statistiquement significatifs" comme quoi les esprits semblent pouvoir agir sur les machines. Cependant les chercheurs font attention à ne pas annoncer que les esprits ont cet effet ou qu'ils connaissent la nature de cette communication.
Les services secrets, la défense et les agences de l'espace ont également montré de l'intérêt pour cette recherche. Le premier support que les chercheurs ont employé était un bruit aléatoire à haute fréquence. Les chercheurs ont branché des circuits au dispositif pour traduire ce bruit en code binaire. Chaque participant, après un protocole pré-enregistré, devait développer une intention dans son esprit pour faire que le générateur ait plus ou moins de zéros. Les effets furent faibles mais mesurables. Depuis les mêmes résultats se sont reproduits avec d'autres expériences, telles qu'en impliquant un pendule relié à un mécanisme commandé par ordinateur. Quand la machine libère le pendule pour qu'il se balance, les participants se concentrent sur modifier le taux avec lequel le pendule ralentit. D'autres expériences impliquent une machine à tambour que les participants essayent de commander et une machine de cascade mécanique dans laquelle un dispositif laisse tomber des milliers de petites boules noires de polystyrène, le but est que ces boules tombent dans une rangée de fentes. Les participants essayent alors de les diriger pour les faire tomber d'un côté de ou de l'autre. Au final les participants ont pu "diriger " un bit sur 10.000 issus des données mesurées dans tous les essais. Ce qui pourrait sembler petit, mais le doyen Radin, scientifique à l'institut des sciences de Noetic et ancien chercheur aux laboratoires Bell et de AT&T, dit que c'était prévisible. Radin compare l'état actuel de cette recherche avec celui où les scientifiques commencèrent à étudier l'électricité statique et ne surent pas, au début, que les niveaux d'humidité pouvaient affecter la quantité de l'électricité statique produite.
Les chercheurs ne comprennent pas grand-chose sur ce phénomène, mais ils savent que les résultats ne sont pas affectés par la distance ou le temps. Les participants, par exemple, peuvent avoir le même impact sur une machine de l'extérieur de la salle ou d'ailleurs dans le pays. Ils peuvent également avoir le même effet s'ils ont une intention avant qu'elle soit allumée ou même s'ils lisent un livre ou écoutent la musique tandis alors que la machine fonctionne. Les conditions environnementales - telles que la température ambiante - n'importent pas, mais l'humeur et l'attitude des gens qui contrôlent l'appareil oui. Cela aide, si par exemple le participant croit qu'il peut affecter la machine. Jahn dit que la résonance avec la machine est un autre facteur important. Il la compare à ce qui se produit quand un grand musicien semble faire un avec son violon. Le sexe importe aussi. Les hommes tendent à obtenir des résultats assortis à leurs intentions, bien que le degré de l'effet soit souvent petit. Les femmes tendent à obtenir un plus grand effet, mais pas nécessairement celui qu'elles prévoient. Par exemple, elles voudraient diriger des boules dans la machine aléatoire de cascade pour une chute vers la gauche, mais elles tombent plutôt vers la droite. Les résultats qui sont également plus grands si un mâle et une femelle travaillent ensemble, les couple de même sexe ne produisent aucun résultat significatif. Les couple de sexe opposé qui sont impliqué de manière romantique donnent de bien meilleurs résultats - souvent sept fois plus grands que quand les mêmes individus sont examinés seuls.
Brenda Dunne, psychologue développementaliste et directrice du laboratoire dit que dans ces cas les résultats reflètent souvent le styles des deux modèles de sexes. Les effets sont plus grands, en accord avec ce que seule la femelle tendrait à produire, et plus ciblés, en accord avec ce que seul le mâle produirait.
"C'est presque comme si il y avait deux modèles ou deux variables et qu'elles étaient complémentaires" dit Dunne." le modèle masculin est associé à l'intention, le modèle féminin est plus associé à la résonance."
Que signifie tout ceci ? Personne ne le sait. Radin et Jahn indiquent que ce n'est pas parce qu'il y a une corrélation entre l'intention du participant et les actions de la machine que cela signifie qu'un cause l'autre. " Il y a une inférence (qui les deux sont connexes) mais aucune évidence directe" dit Radin qui indique que le phénomène pourrait être semblable à l'indétermination d'Heisenberg dans lequel deux particules séparées l'une de l'autre semblent être reliées sans qu'on sache comment... sous quelle forme de communication.
"la différence est nous ne parlons pas en envoyant des signaux du cerveau à la machine par un circuit" dit Jahn au sujet de ces essais. "quoi qu'il se passe, se passe par un itinéraire que nous ne connaissons pas. Nous savons seulement quelque chose au sujet des conditions qui la favorisent.." Bien que les effets produits dans ces expériences soient faibles, ils ont toujours été répétés, cependant pas toujours de façon prévisible. Un participant peut avoir un effet un jour et répéter l'expérience le jour suivant sans résultats.
Le laboratoire a beaucoup de détracteurs qui pointent sur des défauts de la méthode et écartent ce travail le traitant de divertissement, comparant ses résultats aux automobilistes qui souhaitent qu'une lumière rouge passe au vert et pensent que le changement de lumière est causé par eux.
Stanley Jeffers, professeur de physique à l'université d'York à Toronto, a tenté des expériences semblables, mais il ne put pas répliquer les résultats. Les chercheurs de deux laboratoires allemands, fonctionnant en coopération avec Pegg, ne purent également pas répliquer ces résultats à l'aide du même équipement utilisé par Pegg.
"Si leurs annonces veulent être prises au sérieux par la science elles doivent être répliquées" dit Jeffers. "Si elles ne peuvent pas être répliquées, cela ne signifie pas qu'elles sont fausses, mais la science y perdra rapidement son intérêt."
Dunne, psychologue développementaliste dit que Pegg a répété ses propres expériences et a obtenu des résultats significatifs. Et ces méta-analyses - une douzaine - faites depuis les années 80 ont donné une base pour les résultats de Pegg dans les expériences faites par d'autres chercheurs. La Méta-analyse utilise de grands stocks de données à travers de beaucoup d'expériences et les combine statistiquement pour voir si les effets répètent la même combinaison. "Nous analysons les déviations statistiques par rapport à la chance au travers de cette batterie d'expériences" dit Jahn... "quand on fait assez de ces expériences, les effets analysés ont un poids statistique. Il n'y a aucun doute sur la validité de ces effets."
Radin, qui n'est pas affilié au Pegg, écarte les critiques qui disent que ce groupe ne pratique pas de science solide. "Ce domaine a reçu bien plus d'examen minutieux et critique que beaucoup d'autres, ordinaires... les personnes qui font ce genre de recherche sont bien conscientes du fait que leur recherche doit être faite au mieux. Le laboratoire de Pegg a pris les meilleurs principes de science rigoureuse et s'est appliqué a des questions extrêmement difficiles et a proposé quelques jolies réponses intéressantes."
Jahn pense que les critiques s'attendent à ce que les phénomènes suivent les règles habituelles de la cause et de l'effet. Au lieu de cela, il pense qu'ils appartiennent à la catégorie de ce que Karl Jung a appelé "des phénomènes acausal," qui incluent des choses comme la synchronicité. "Cela se joue par des règles plus compliquées, plus lunatiques, évasives... ... mais cela joue." dit Jahn
Jeffers est sceptique " cela ne peut se passer de deux manières - dire qu'on est des scientifiques honorables et avoir des affirmations pour un effet particulier dans des conditions contrôlées, et ensuite quand les résultats ne marchent pas, dire que les méthodes scientifiques rigoureuses ne s'appliquent pas." Mais Jahn dit que justement que puisque que les scientifiques ne peuvent pas expliquer ces phénomènes cela ne signifie pas qu'ils ne sont pas vrais. "si ces choses existent... je pense que notre société a le droit de demander à la science d'y faire attention et de fournir un certain outillage pour avoir affaire avec de manière constructive.

Auteur: Zetter Kim

Info: Juillet 2005, Fortean Times

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perception humaine

Les schémas mathématiques secrets révélés par la musique de Bach

Le compositeur baroque allemand Jean Sébastien Bach a produit une musique si bien structurée qu'elle est souvent comparée aux maths. Bien que peu d'entre nous soient émotionnellement affectés par les mathématiques, les œuvres de Bach - et la musique en général - nous émeuvent. C'est plus que du son ; c'est un message. Désormais, grâce aux outils de la théorie de l'information, les chercheurs commencent à comprendre comment la musique de Bach fait passer ce message.

En faisant de ses partitions de simples réseaux de points, appelés nœuds, reliés par des lignes, nommeés bords, les scientifiques ont quantifié les informations véhiculées par des centaines de compositions de Bach. Analyse de ces réseaux musicaux publiée le 2 février dans Physical Review Research qui révèle que les nombreux styles musicaux de Bach, tels que les chorales et les toccatas, différaient considérablement dans la quantité d'informations qu'ils communiquaient - et que certains réseaux musicaux contenaient des structures qui pouvaient faciliter la compréhension de leurs messages par les auditeurs humains.

" Je trouve cette idée vraiment cool ", explique le physicien Suman Kulkarni de l’Université de Pennsylvanie, auteur principal de la nouvelle étude. " Nous avons utilisé des outils de la physique sans faire d’hypothèses sur les pièces musicales, en commençant par cette simple représentation et en voyant ce qui peut nous dire sur les informations qui sont transmises. "

Les chercheurs ont quantifié le contenu de toute cette information, des séquences simples aux réseaux enchevêtrés, utilisant le concept d'entropie de l'information, introduit par le mathématicien Claude Shannon en 1948.

Comme son nom l'indique, l'entropie de l'information est mathématiquement et conceptuellement liée à l'entropie thermodynamique. Elle peut être considérée comme une mesure du degré de surprise d'un message - "message" qui peut être tout ce qui transmet des informations, d'une séquence de nombres à un morceau de musique. Cette perspective peut sembler contre-intuitive, étant donné que, dans le langage courant, l'information est souvent assimilée à la certitude. Mais l'idée clé de l'entropie de l'information est qu'apprendre quelque chose que l'on sait déjà n'est pas apprendre du tout.

Une conversation avec une personne qui ne sait exprimer qu'une chose, comme le personnage Hodor dans la série télévisée Game of Thrones, qui dit seulement " Hodor ", sera prévisible mais pas informationelle. Une discussion avec Pikachu sera un peu meilleure ; le Pokémon ne peut dire que les syllabes de son nom, mais il peut les réarranger, contrairement à Hodor. De même, une pièce de musique ne comportant qu'une seule note sera relativement facile à "apprendre" par le cerveau, c'est-à-dire à reproduire avec précision sous la forme d'un modèle mental, mais le morceau aura du mal à faire passer un quelconque message. Regarder un jeu de pile ou face avec une pièce à deux têtes ne donnera aucune information.

Bien sûr, envoyer un message plein d'informations n'est pas très bon si le quelque chose - ou qui que ce soit - qui le reçoit ne peut  comprendre avec précision ces informations. Et quand il s'agit de messages musicaux, les chercheurs travaillent encore sur la façon dont nous apprenons ce que la musique essaie de nous dire.

" Il existe quelques théories différentes ", explique le cognitiviste Marcus Pearce de l’université Queen Mary de Londres, qui n’a pas participé à la récente étude de la recherche sur l’évaluation physique. " La principale, je pense, en ce moment, est basée sur l’apprentissage probabiliste. Dans ce cadre, "apprendre" la musique signifie construire des représentations mentales précises des sons réels que nous entendons - ce que les chercheurs appellent un modèle - par un jeu d'anticipation et de surprise. Nos modèles mentaux prédisent la probabilité qu'un son donné vienne ensuite, sur la base de ce qui a précédé. Ensuite, explique M. Pearce, " on découvre si la prédiction était juste ou fausse, et on peut alors mettre à jour son modèle en conséquence".

Kulkarni et ses collègues sont physiciens, pas musiciens. Ils voulaient utiliser les outils de la théorie de l'information pour explorer la musique à la recherche de structures d'information qui pourraient avoir quelque chose à voir avec la façon dont les humains glanent un sens de la mélodie.

Ainsi Kulkarni a transformé 337 compositions de Bach en bandes de nœuds interconnectés et calculé l'entropie de l'information des réseaux qui en résultent. Dans ces réseaux, chaque note de la partition d'origine est un noeud, et chaque transition entre notes est un pont. Par example, si une pièce inclut une note Mi suivie d'un Do et d'un Sol joués ensemble, le noeud représentant E sera relié aux noeuds représentant Do et Sol.

Les réseaux de ce notation transitions dans la musique de Bach ont générés plus de poinçon d'information que des réseaux de même taille générés aléatoirement - le résultat d'une plus grande variation dans les degrés nodaux des réseaux, c'est-à-dire le nombre d'arêtes connectées à chaque nœud. En outre, les scientifiques ont découvert des variations dans la structure de l'information et le contenu des nombreux styles de composition de Bach. Les chorals, hymnes destinés à être chanté, ont donné lieu à des réseaux relativement pauvres en informations, bien que plus riches en informations que les réseaux de même taille générés de manière aléatoire. Les toccatas et les préludes, styles musicaux souvent écrits pour des instruments à clavier tels que l'orgue, le clavecin et le piano, présentant une entropie de l'information plus élevée.

" J’ai été particulièrement excité par les niveaux plus élevés de surprises dans les toccatas que dans les œuvres chorales ", explique le co-auteur de l’étude et physicien Dani Bassett de l’Université de Pennsylvanie. " Ces deux types de pièces sonnent et résonnent différement dans mes os, et ça m'a passionné de voir que cette distinction se manifeste dans l'information de composition. "

Ces structures de réseau dans les compositions de Bach pourraient également permettre aux auditeurs humains d'apprendre plus facilement certaines choses. Les humains n'apprennent pas parfaitement les réseaux. Nous avons des préjugés, dit Bassett. " Nous ignorons en quelque sorte certaines des informations locales au profit de la vue d’une image plus grande de l’information sur l’ensemble du système ", ajoute-t-ils. En modélisant ce biais dans la façon dont nous construisons nos modèles mentaux de réseaux complexes, les chercheurs ont comparé l'ensemble des informations de chaque réseau musical à la quantité d'informations qu'un auditeur humain en tirerait.

Des réseaux musicaux contenaient des groupes de transitions de notes pourraient aider nos cerveaux biaisés " apprendre " la musique - à reproduire la structure informationnelle de la musique avec précision en tant que modèle mental - sans sacrifier beaucoup d'informations.

" La façon dont elles saisissent l’aptitude à l’apprentissage est assez intéressante ", déclare Peter Harrison de l’Université de Cambridge, qui n’a pas participé à l’étude. " C'est très réducteur dans un certain sens. Mais c'est tout à fait complémentaire avec d'autres théories que nous connaissons, et l'aptitude à apprendre est assez difficile à maîtriser ".

Ce type d'analyse de réseau n'est pas particulier à Bach et il pourrait fonctionner pour n'importe quel compositeur. Pearce dit qu'il sera  intéressant d'utiliser cette approche pour comparer différents compositeurs ou rechercher des tendances informatives à travers l'histoire de la musique. Pour sa part, Kulkarni est excité à l'idée d'analyser les propriétés d'information de partitions d'au-delà de la tradition musicale occidentale.

La musique n'est pas seulement une séquence de notes, note cependant Harrison. Le rythme, le volume, le timbre des instruments, ces éléments sont des aspects importants des messages musicaux qui n'ont pas été pris en compte dans cette étude. Kulkarni dit qu'il sera intéressé par l'inclusion de ces aspects de la musique dans ses réseaux. Le processus pourrait également fonctionner dans l'autre sens, ajoute M. Harrison : plutôt que réduire les caractéristiques musicales à un réseau, il sera intéressant de savoir comment les caractéristiques du réseau se traduisent par des éléments qu'un musicien reconnaîtrait.

Un musicien dira : " Quelles sont les règles musicales réelles, ou les caractéristiques musicales, qui en sont à l’origine ? Puis-je l’entendre sur un piano ? " précise Harrison.

Enfin, on ne sait pas encore exactement comment les modèles de réseaux identifiés dans la nouvelle étude se traduisent dans l'expérience vécue à l'écoute d'un morceau de Bach - ou de n'importe quelle musique, précise M. Pearce. La résolution de ce problème relèvera de la psychologie musicale, poursuit-il. Des expériences pourraient révéler "si, de fait, ce genre de choses est perceptible par les gens et quels sont leurs effets sur le plaisir que les gens éprouvent lorsqu'ils écoutent de la musique". De même Harrison se dit intéressé par des expériences visant à vérifier si les types d'erreurs d'apprentissage en réseau que les chercheurs ont modélisés dans cette étude sont réellement importants pour l'apprentissage de la musique.

"Le fait que les humains présentent ce type de perception imparfaite et biaisée de systèmes informationnels complexes est essentiel pour comprendre comment nous nous impliquons dans la musique", explique M. Bassett. "Comprendre la complexité informationnelle des compositions de Bach ouvre de nouvelles questions sur les processus cognitifs qui sous-tendent la manière dont nous apprécions les différents types de musique."

Auteur: Internet

Info: https://www.scientificamerican.com, 16 féb 2024. Elise Cutts - Secret Mathematical Patterns Revealed in Bach's Music

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