Traitement du rythme et prédictions temporelles au cours du développement

Rhythm processing and temporal predictions during development

• Auteur / Autrice : Francesca Cantoni
• Direction : Barbara Tillmann
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Psychologie
• Date : Inscription en doctorat le 29/12/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etude de l'apprentissage et du développement
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)

Mots clés

Mots clés libres

Traitement du Rythme

Développement

Prédictions Temporelles

Traitement du Langage

Attention

Groove

Rhythm processing

Development

Temporal predictions

Language processing

Attention

Groove

Résumé

La musique et la parole sont des signaux complexes qui contiennent des régularités temporelles. Les similitudes entre la musique et la parole en termes de caractéristiques auditives, de structures rythmiques et de structures hiérarchiques ont conduit à de nombreuses recherches suggérant des liens entre les deux domaines. Un cadre théorique récemment proposé met en évidence trois mécanismes sous-jacents communs au traitement de la musique et de la parole/du langage : Le traitement auditif précis, la synchronisation/l'entraînement des oscillations neuronales aux stimuli externes et le couplage sensorimoteur. Le sentiment de récompense évoqué par le rythme, qui peut être bénéfique pour l'apprentissage et la mémoire, reste à étudier, par exemple via l'utilisation de musique appréciée, la manipulation de la sensation de “groove” évoquée par la musique et le désir de bouger qui lui est associé, ou des mouvements réels. Le projet s'appuiera sur des recherches étudiant l'effet des structures rythmiques régulières d'un matériel musical sur le traitement ultérieur du langage. Des effets bénéfiques sur le traitement syntaxique dans les jugements de grammaticalité et également la performance de répétition de phrases ont été montrés chez les enfants au développement typique et les enfants souffrant de troubles du développement du langage. Il est intéressant de noter que les enfants souffrant de troubles du développement du langage ont été signalés comme ayant des difficultés dans les tâches de traitement du rythme, même avec des matériaux non-verbaux. La stimulation par des structures rythmiques régulières semble favoriser le développement de prédictions temporelles et le traitement d'informations avec ses structures. La première partie du doctorat portera sur les capacités de traitement rythmique des enfants à l'école primaire. Nous développerons et évaluerons de nouveaux tests qui seront validés par rapport aux tests proposés précédemment (souvent de longue durée et utilisent un matériel peu attrayant). La deuxième partie du doctorat développera davantage la ligne de recherche visant à exploiter la structure rythmique régulière du matériel musical pour stimuler le traitement du langage ou les processus attentionnels. Dans cet objectif, nous étendons les recherches précédentes au-delà des jugements de grammaticalité et de la répétition de phrases, et nous étudierons la stimulation rythmique pour d'autres aspects du langage qui nécessitent un séquençage et des prédictions temporelles. En comparant des tâches faisant appel à différents aspects de l'attention, nous visons à mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent l'effet d'amorçage rythmique. Ces études incluront également les tests développés dans la première partie afin d'évaluer le lien avec différents aspects des capacités de traitement du rythme chez les enfants. Nous visons également à renforcer l'effet d'amorçage rythmique, notamment en utilisant des matériaux musicaux plus attrayants (par exemple, plus évocateurs de groove), ce qui pourrait interagir avec le traitement temporel via une récompense médiée par le rythme, ainsi qu'en introduisant des composants liés au mouvement ou en complexifiant les matériaux musicaux (par exemple, en introduisant la dimension de la hauteur). Dans l'ensemble, le présent projet de doctorat améliorera nos connaissances du traitement du rythme et de la métrique chez les enfants et approfondira les méthodes de stimulation rythmiques pour influencer le traitement du langage et les processus attentionnels. Le projet utilisera principalement des méthodes comportementales, mais inclura des mesures électrophysiologiques ou des mouvements oculaires liés à des choix de tâches pour certaines études. Les résultats informeront sur les liens potentiels entre le traitement temporel dans la musique et le langage, et donneront des perspectives pour les programmes d'entraînement et de réhabilitation pour les enfants avec développement typique ou pathologique.

Music and speech are complex signals containing regularities in how they unfold in time. Similarities between music and speech/language in terms of their auditory features, rhythmic structure, and hierarchical structure have led to numerous research suggesting connections between the two domains. The recently proposed “Processing rhythm in speech and music” (PRISM) framework outlines three underlying mechanisms that appear to be shared across music and speech/language processing: Precise auditory processing, synchronization/entrainment of neural oscillations to external stimuli, and sensorimotor coupling. In addition, the potential connection with rhythm-mediated reward, which might benefit learning and memory, remains to be investigated, such as via the use of liked music or the manipulation of the feeling of groove evoked by the music, its associated desire to move or real movement. The present PhD project will build on previous research investigating the potential stimulating effect of regular rhythmic structures of music material on subsequent language processing. Previous research has shown beneficial effects on syntax processing in grammaticality judgments and also sentence repetition performance both in children with typical development as well as children with developmental language disorders. Interestingly, children with developmental language disorders have been reported to be impaired in rhythm processing tasks even when implemented in non-verbal, music-like materials. The stimulation via regular rhythmic structures seems to benefit the development of temporal predictions and to process incoming information with underlying structures. The first part of the PhD will investigate the rhythmic processing capacities of children in elementary school. In particular, we will develop and evaluate new tests aiming to use musical material and allow for a short testing duration. We will validate these tests with previously proposed ones, which are often long in duration and use weakly attractive material. Based on these tests, the second part of the PhD will further develop the research line aiming to exploit the regular rhythmic structure of musical material to boost language processing or attentional processes more generally. Within this aim, we will extend previous research beyond grammaticality judgments and sentence repetition and plan to investigate rhythmic stimulation for other language-related activities that require sequencing and temporal predictions. By comparing tasks tapping into different aspects of attention, we aim to further understand the mechanisms underlying the rhythmic priming effect. These studies will also include the tests developed in the first part of the PhD to evaluate the link to different aspects of rhythm processing capacities in the children. We also aim to explore different directions aiming to further enhance the rhythmic priming effect, notably by using more attractive (e.g., more groove-evoking) musical materials, which might interact with temporal processing via rhythm-mediated reward, as well as by introducing movement-related components or complexifying the material (e.g., introducing the pitch dimension). Overall, the present PhD project will enhance our knowledge of different aspects of rhythm and beat/meter processing capacities in children at the age of elementary school (and potentially younger at maternal school) and will further the investigation of rhythm-related priming and stimulation methods to boost language and attentional processes. The PhD will mainly use behavioral methods, but include electrophysiological measurements or eye-movements related to task choices for some of the studies. The outcome of the present PhD work will inform current frameworks on the potential links between temporal processing in music and language, and will provide perspectives for educational training and rehabilitation programs for both typically developing and pathological brains, respectively.