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Perception inconsciente des sons – les humains entendent les différences même sans écouter

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Des neurobiologistes de l’Université HSE et de l’Institut RAS d’activité nerveuse supérieure et de neurophysiologie ont prouvé que le cerveau humain fait inconsciemment la distinction entre des signaux sonores même très similaires lors de l’écoute passive. L’étude a été publiée dans Neuropsychologie.

Notre système auditif est capable de détecter les sons à un niveau implicite. Le cerveau peut distinguer même des sons très similaires, mais nous ne reconnaissons pas toujours ces différences. Les chercheurs l’ont démontré dans leur étude consacrée à la perception sonore lors de l’écoute passive (lorsque le sujet ne cherche pas explicitement à entendre les différences).

Pour étudier cela, les chercheurs ont mené une expérience avec 20 volontaires sains. Les participants ont écouté des sons tandis que les chercheurs ont utilisé l’électroencéphalographie (EEG) pour mesurer leurs réponses cérébrales aux stimuli. Les sons étaient si similaires que les participants ne pouvaient les distinguer explicitement qu’avec une précision de 40 %.

Dans un premier temps, les volontaires ont écouté des séquences de trois sons dans lesquelles un son se répétait souvent, tandis que les deux autres apparaissaient rarement. Les participants devaient appuyer sur une touche s’ils entendaient une différence dans les sons. Puis, en mode d’écoute passive, les mêmes sons sont apparus dans des séquences plus élaborées : groupes de cinq sons similaires et groupes dont le cinquième son était différent.

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Deux types de séquences sonores ont été utilisées dans l’expérience : celles avec des irrégularités locales et celles avec des irrégularités globales. Dans le premier type, des groupes de sons similaires étaient souvent répétés, tandis qu’un groupe avec un son différent à la fin apparaissait au hasard et rarement. Dans le deuxième type, les groupes avec un son différent à la fin apparaissaient souvent et les groupes de sons similaires apparaissaient rarement.

La détection de ces deux types de séquences sonores nécessite une attention à différents niveaux. Le cerveau y réagit différemment et l’EEG enregistre différents types de potentiels. Une irrégularité locale peut être détectée sans attention explicite et provoque une négativité de mésappariement (MMN) et des potentiels P3a. L’irrégularité globale exige de la concentration et suscite un potentiel P3b, qui reflète un niveau de conscience plus élevé. Les mêmes potentiels ont été enregistrés dans des expériences antérieures avec la même méthodologie. La différence avec l’étude actuelle menée par des chercheurs de l’Institut HSE de neurosciences cognitives et de l’Institut RAS d’activité nerveuse supérieure et de neurophysiologie est qu’ils ont utilisé des sons à peine distinguables. Dans des études antérieures, les stimuli (sons ou images) pouvaient être reconnus avec une précision de 100 %.

« Nous avons rendu la séquence sonore plus compliquée, en supposant que cela faciliterait la reconnaissance sonore. Nous verrions cela dans une amplitude de potentiel accrue. Mais le résultat était inattendu. Au lieu du potentiel P3b dans les irrégularités globales, nous avons vu émerger le potentiel N400, qui est lié au traitement explicite de l’information, mais peut également apparaître dans l’attention implicite. L’apparition de ce potentiel est le signe d’une forme d’apprentissage cachée et implicite qui se produit constamment dans nos vies », explique Olga Martynova, chercheuse principale.

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L’apparition du potentiel N400 confirme une théorie existante qui explique le fonctionnement de la conscience. Selon la théorie du codage prédictif, le cerveau crée un modèle de l’environnement basé sur son expérience et utilise des prédictions pour optimiser ses opérations. Face à des expériences qui contredisent ces prédictions, sa vision du monde est mise à jour. Ce processus constitue la base de l’apprentissage implicite (inconscient) et est lié à l’objectif de minimiser les erreurs de prédiction pour permettre une meilleure adaptation et une réaction plus rapide aux changements de l’environnement.

Les résultats de l’étude sont importants pour la science fondamentale (puisqu’ils prouvent le modèle de codage prédictif) et ont des applications possibles dans les études cliniques. Par exemple, les potentiels P3b et N400 peuvent être utilisés pour évaluer le niveau de conscience des patients incapables de réagir explicitement aux stimuli (comme dans les cas de maladie d’Alzheimer, de maladie de Parkinson, de comas, etc.).


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