La musique engendre une différence clé dans la structure cérébrale

L'apprentissage de des tâches physiques à l'aide de stimulations musicales peut changer la structure du cerveau

Une nouvelle étude montre que l'utilisation de stimulations musicales pour l'apprentissage de tâches physiques contribue grandement au développement d'une partie importante du cerveau.

Le son est souvent utilisé pour soutenir l'apprentissage et la rééducation du mouvement, et bouger au rythme de la musique est une chose appréciée par de nombreuses personnes. Mais la base neuronale de ce lien reste floue. Un document récemment publié souligne la recherche effectuée par un projet soutenu par l'UE afin d'analyser les connexions possibles. Leurs travaux montrent que pratiquer un geste de base augmente la connectivité structurelle sur les voies de la substance blanche, entre les régions du cerveau qui contrôlent le mouvement et traitent le son.

Les preuves actuelles montrent que le faisceau corticospinal, le faisceau pyramidal, le corps calleux et la capsule interne sont tous influencés par des niveaux élevés de formation musicale. D'autres preuves suggèrent que la formation musicale peut affecter spécifiquement le circuit auditif-moteur. L'objectif de l'étude était d'utiliser un tenseur de diffusion IRM (DT-MRI, en anglais) et une tractographie de voisinage probabiliste afin de déterminer si une courte période d'apprentissage moteur effectué pour le côté gauche et stimulé par la musique causerait des valeurs d'anisotropie fractionnelle (FA) plus élevées dans la zone du cerveau étudiée.

La FA est souvent utilisée pour déduire les informations concernant la structure de la matière blanche et la connectivité tandis que DT-MRI et la tractographie utilisent des mesures de la direction et du degré de diffusion des molécules d'eau dans les faisceaux segmentés. La diffusivité moyenne (MD), axiale (AD) et radiale (RD) mesurent l'ampleur totale de la diffusion d'eau, offrant ainsi des informations sur les structures biologiques sous-jacentes.

Ayant établi sa méthode d'analyse, l'équipe a conçu un nouveau modèle d'apprentissage dans lequel les participants ont appris quatre séquences de huit mouvements du pouce avec leur main gauche, non dominante, à l'aide d'un écran de visualisation soit avec (groupe de musique) ou sans (groupe de contrôle) encouragements musicaux. Les sujets se sont ensuite entraînés trois fois par semaine pendant 20 minutes, sur une période de quatre semaines. Le tenseur de diffusion IRM et la tractographie de voisinage probabiliste ont identifié la diffusivité FA, axiale (AD) et radiale (RD) avant et après la formation.

Trois volontaires sains âgés de 18 à 30 ans ont été recrutés à l'aide d'un site web de recrutement d'étudiants en ligne à l'Université d'Édimbourg, au Royaume-Uni. Tous étaient droitiers et n'avaient aucun antécédent de troubles neurologiques ou psychiatriques. La quantité moyenne de formation musicale expérimentée par les participants était de 1,4 an avec un maximum de six et aucun n'était actuellement impliqué dans l'activité musicale. Tous ont d'abord été soumis à un scan IRM et à une évaluation comportementale avant le lancement de l'expérience.

Par la suite, les participants ont été de nouveau soumis à un dépistage. Le résultat a montré que le groupe stimulé par la musique présentait une augmentation significative dans la connectivité structurelle dans le faisceau de matière blanche qui relie les régions auditives et motrices du côté droit du cerveau. Le groupe non stimulé par la musique n'a présenté aucun changement.

Cela fait longtemps que nous savons que les gens réagissent à la musique, mais cette étude semble indiquer que la musique engendre une différence clé dans la structure cérébrale. Leur recherche fournit les preuves que même une période courte et relativement peu intense d'entraînement auditif-moteur peut rapidement induire des changements structurels dans le faisceau arqué. Les chercheurs espèrent qu'une future étude impliquant de nombreux participants examinera si la musique peut être utilisée avec des programmes spéciaux de réhabilitation pouvant, par exemple, servir à aider des patients atteints d'attaques cérébrovasculaires.

Référence publication:
- Diffusion tensor MRI tractography reveals increased fractional anisotropy (FA) in arcuate fasciculus following music-cued motor training

Pour plus voir d'information:
- page web du projet sur CORDIS