La musique est une énigme. Elle peut nous transporter au sommet de l'extase, faire surgir en un battement d'œil des souvenirs refoulés ou libérer un torrent d'émotions qui nous laisse pantois. Des études ont montré que la musique exerce des effets semblables à ceux de la sexualité ou de la nourriture, ce qui est une compréhension frappante quoique primaire de l'interaction entre la musique et l'esprit.

Ici, à Montréal, des scientifiques mènent des recherches sur la façon dont la musique agit sur le cerveau et remue notre sensibilité. Comment la musique joue-t-elle sur les émotions d'une manière que les mots ne peuvent imiter ? « Le message de la musique et sa capacité d'émouvoir sont plus abstraits que ceux du langage, affirme Ante Padjen, un musicien et chercheur en neurosciences à l'Université McGill. La musique existe dans un contexte culturel et un morceau de musique peut susciter différentes émotions chez différents groupes culturels. Même dans un seul groupe, chaque individu possède une expérience de vie propre dans laquelle il puise lorsqu'il réagit à la musique. »

Le plus gros défi des chercheurs est de découvrir où la biologie se situe parmi toutes ces variables sociales. Quelles règles biologiques persistent malgré les divers contextes culturels dans lesquels la musique est appréciée ?

Les chercheurs de Montréal ne s'entendent pas tous sur la nature de ce qu'ils cherchent. Y a-t-il un seul centre de la musique dans le cerveau ? Des études novatrices en imagerie du cerveau indiquent que plusieurs régions distinctes du cerveau jouent un rôle dans le traitement et l'appréciation de la musique. Toutefois, des études menées chez les personnes souffrant d'une déficience sur le plan musical montrent également que certains réseaux spécialisés distincts du cerveau pourraient être dévoués spécifiquement à la cognition musicale.

La vie sans musique

Par exemple, certains des circuits du cerveau intervenant dans la perception de la musique semblent être séparés des circuits qui traitent le langage et d'autres sons dans l'environnement, comme l'ont montré des études menées chez des personnes souffrant d'amusie, une forme grave de surdité tonale. Les personnes « amusicales » sont incapables de percevoir des différences de hauteur tonale dans la musique et peuvent par conséquent être incapables de chanter dans le ton, de danser sur de la musique ou de mémoriser une mélodie. Étonnamment, ces personnes possèdent par ailleurs des capacités cognitives parfaitement normales et leurs capacités auditives et langagières sont intactes.

Ces études indiquent également que l'on doit d'abord percevoir la musique normalement avant de pouvoir en jouir. Une personne amusicale étudiée par Isabelle Peretz, détentrice d'un doctorat, une psychologue à l'Université de Montréal, ne pouvait déceler des variations de tonalité dans la musique inférieures à deux demi-tons et a déclaré que la musique sonnait comme du bruit et, en fait, l'indisposait.

Dans une autre étude, la même auteure signalait que les personnes amusicales étaient incapables de distinguer les fausses notes et les dissonances. La plupart d'entre elles disaient aussi ne pas aimer la musique. Certaines la trouvaient si déplaisante qu'ils cherchaient à l'éviter complètement.

De toute évidence, un problème fonctionnel dans le cerveau est à l'origine de l'amusie. Toutefois, les études par imagerie du cerveau chez les personnes amusicales n'ont pu encore révéler clairement les différences anatomiques qui seraient en cause.

Les plaisirs de Xanadu

Bien que les lésions soupçonnées chez les personnes amusicales puissent être trop infimes pour être décelées à l'aide des techniques d'imagerie scientifique actuelles, d'autres études d'imagerie, comme celles qui sont menées à Montréal, ont permis des découvertes spectaculaires au sujet de la réaction affective à la musique.

L'une de ces études, menée par des chercheurs de l'Université McGill, a montré pour la première fois que la musique active elle aussi dans le cerveau les centres de récompense ou de plaisir qui sont associés à la nourriture ou au sexe.

L'étude est révélatrice, car elle laisse entendre que la musique est aussi importante pour nous que les stimuli reliés à la survie biologique. « Bien que nous puissions en théorie vivre et nous reproduire sans la capacité d'apprécier la musique, celle-ci semble importante pour ce qui est de notre bonheur et de notre bien-être », conclut Anne Blood, coauteure de l'étude et qui travaille maintenant au Massachusetts General Hospital.

L'étude a établi que seule la musique suffisamment belle pour susciter fois après fois l'euphorie et les frissons activait les centres ou voies de récompense communément appelés centres du plaisir du cerveau.

Ces centres de récompense font partie d'un système fort complexe qui comprend des constellations de cellules organisées en districts fonctionnels. Ce système est responsable des plaisirs naturels associés au goût, à la sexualité et à la chaleur, par exemple. De telles récompenses naturelles mènent à un renforcement ou à la répétition du comportement.

Bien que toutes les expériences agréables semblent se déverser dans une même voie de récompense, le système est en mesure de faire des distinctions et il ne réagit pas de façon identique à tous les stimuli. Il se peut que le système puisse également distinguer divers types de musique, ce qui expliquerait pourquoi les plaisirs de la musique ne sont pas tous égaux, que ce soit chez une même personne ou entre les personnes.

Les neurotransmetteurs portent la musique et son plaisir

Des études scientifiques ont cerné ces centres de plaisir en utilisant des substances chimiques psychiquement actives et des stimulations électriques. Elles ont révélé que les voies nerveuses requièrent un neurotransmetteur appelé dopamine. L'action de la dopamine semble essentielle dans la médiation des réponses que nous percevons comme gratifiantes et elle joue probablement un rôle clé dans la production de sensations d'euphorie. Ainsi, une expérience musicale agréable a probablement une base chimique dans la molécule de dopamine.

La distinction entre les sons musicaux s'effectue dans une région du cerveau d'évolution récente, le cortex auditif, responsable de l'intégration d'un morceau et de notre réaction à la musique et où se décide si le morceau est inspirant ou non. Toutefois, l'information musicale est traitée dans d'autres parties du cerveau avant de se rendre au cortex auditif. Des régions du cerveau relativement primitives qui règlent la motricité et la mémoire peuvent également contribuer à notre réaction affective à la musique. Après diverses consultations, le cerveau prend une décision qui nous mène à danser, claquer des doigts, faire une grimace ou sourire. Assez curieusement, les recherches ont montré que pendant que nous écoutons de la musique, les centres moteurs du cerveau sont activés même si nous ne bougeons pas.

Le chant comme hymne évolutionnaire

Les scientifiques ignorent toujours pourquoi un système aussi raffiné pour la musique s'est développé chez les humains – ou chez d'autres animaux, tant qu'à cela. D'après Mme Blood, le chant peut avoir évolué à partir du phénomène langagier appelé prosodie, c'est-à-dire le changement de ton dans notre discours lorsque nous posons une question ou que nous affirmons une chose. D'autres chercheurs, comme le Dr Sandra Trehub de l'Université de Toronto, estiment que le chant pourrait être venu d'effets de voix non verbaux produits pour rassurer les nourrissons.

Quoi qu'il en soit, la découverte de flûtes du Néanderthalien en Europe montre qu'un « instinct musical » s'est développé chez les humains il y a des millénaires. Ainsi que le dit Ian Cross, un psychologue de la musique de l'Université de Cambridge, « sans la musique, il se pourrait que nous soyons jamais devenus humains ».

RÉSUMÉ   Le temps des neurones

Quinze minutes de plongée dans le monde étrange et fascinant de nos cellules nerveuses. Grâce aux techniques de la microcinématographie, les phénomènes les plus complexes qui se déroulent dans le cerveau sont enfin montrés. Nous voyons naître les cellules nerveuses, nous les voyons grandir, travailler, mourir. Ces images mettent en évidence deux acteurs principaux : les cellules gliales, responsables de l'architecture et du nettoyage du cerveau, et les neurones qui ont pour fonction de communiquer en produisant des signaux. Un voyage dans le moi le plus intime.

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  Un petit ARN qui contrôle la production des neurones à dopamine
 

Le microARN-7a se trouve à l’origine de la régionalisation des cellules souches dans les parois ventriculaires du cerveau adulte. Sa présence dans les cellules souches latérales empêche l’expression d’une protéine essentielle à la fabrication des neurones dopaminergiques, laissant ainsi cette spécificité aux cellules souches dorsales. En modulant l’activité de ce microARN, il est alors envisageable de générer des neurones à dopamine pouvant remplacer ceux qui dégénèrent au cours de la maladie de Parkinson. Ces résultats prometteurs, obtenus par l’équipe d’Harold Cremer à l’Institut de biologie du développement de Marseille Luminy (IBDML, CNRS/Université Aix-Marseille), ont été publiés dans la revue Nature Neuroscience.

Cette régulation post-transcriptionnelle ajoute un niveau de complexité à la régionalisation des cellules souches dans le cerveau adulte et permet un réglage extrêmement fin de l’expression des gènes entre cellules voisines. Dans une perspective thérapeutique, il est très intéressant d’observer que la modulation d’un seul petit ARN non traduit suffit à augmenter la production de neurones dopaminergiques ayant un potentiel de remplacement cellulaire dans le contexte de la maladie de Parkinson. En effet, les neurones à dopamine olfactifs ne sont pas affectés chez les patients parkinsoniens et présentent des caractéristiques similaires aux neurones qui dégénèrent au fil de la maladie, comme la libération spontanée de dopamine. Ces neurones à dopamine pourraient donc être remplacés par leurs précurseurs des parois ventriculaires, dont le nombre peut largement être augmenté par inhibition du microARN-7a.

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Paris, 7 juillet 2011

Pathogènes et insecticides : un cocktail mortel pour les abeilles
L'infection par Nosema ceranae, un parasite responsable de la nosémose (1), entraîne une plus forte mortalité des abeilles lorsque celles-ci sont exposées à de faibles doses d'insecticides. C'est ce que viennent de mettre en évidence des chercheurs du Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement (LMGE, CNRS/Université Blaise Pascal Clermont-Ferrand 2) et du Laboratoire de Toxicologie Environnementale (LTE, INRA Avignon). Ces résultats sont publiés dans la revue PLoS ONE.
En France, les abeilles domestiques de l'espèce Apis mellifera représentent l'outil de travail d'environ 70 000 apiculteurs professionnels et amateurs. Leur influence directe sur la qualité et la quantité des récoltes, ainsi que sur le maintien de la biodiversité florale, est aujourd'hui largement reconnue et souligne le rôle prépondérant des abeilles, domestiques et sauvages, dans le fonctionnement des écosystèmes.

Cependant, depuis plus de 15 ans, les colonies d'abeilles sont en proie à un mal étrange et peu compris des apiculteurs et des scientifiques, avec chaque année, des milliers de colonies qui disparaissent. Pour expliquer ce phénomène, observé principalement par les apiculteurs européens et américains, de nombreuses pistes sont avancées : l'appauvrissement de la diversité et de la qualité des ressources alimentaires (en lien avec les changements climatiques), l'intensification des monocultures et la modification des paysages, l'action d'agents pathogènes responsables de maladies comme la varroase (2), les loques (3) et la nosémose, le stress chimique provoqué par l'exposition des abeilles aux produits phytosanitaires et vétérinaires ou encore certains prédateurs tels que le frelon asiatique. Bien que de nombreuses données soient disponibles sur l'influence des stress nutritionnel, parasitaire et chimique sur la santé des abeilles, aucun d'entre eux n'a pu être isolé comme unique responsable du déclin des populations d'abeilles. Aujourd'hui, les spécialistes du domaine s'accordent pour orienter les recherches sur les effets combinés de plusieurs de ces facteurs.

C'est dans ce contexte que des équipes de recherche du CNRS, de l'INRA et de l'Université Blaise Pascal ont associé leurs compétences respectives en parasitologie et en toxicologie pour évaluer l'influence des interactions pathogène-toxique sur la santé des abeilles. En laboratoire, les chercheurs ont exposé de façon chronique des abeilles naissantes saines et d'autres contaminées par Nosema ceranae à de faibles doses d'insecticides. Résultat : les abeilles infectées par Nosema ceranae puis exposées de façon chronique aux insecticides succombent, même à des doses se situant en dessous du seuil entrainant la mort, ce qui n'est pas le cas de leurs congénères non infectées. Cet effet combiné sur la mortalité des abeilles apparaît pour une exposition quotidienne à des doses pourtant très faibles (plus de 100 fois inférieures à la DL50 (4) de chaque insecticide). La synergie observée ne dépend pas de la famille d'insecticides puisque les deux molécules étudiées, le fipronil et le thiaclopride (5), appartiennent à des familles différentes. Le mode d'action responsable de cette synergie n'a cependant pas été encore identifié.

Cette étude montre donc que l'interaction entre nosémose et insecticides constitue un risque significatif supplémentaire pour les populations d'abeilles et pourrait expliquer certains cas de surmortalité. Ce travail indique également que des doses d'insecticides considérées comme ne pouvant entrainer la mort expriment pourtant un potentiel toxique létal pour des organismes parasités et donc fragilisés. Par conséquent ces résultats montrent la nécessité d'améliorer la gestion et la protection du cheptel apicole face au danger que représentent les pollutions environnementales et les pathogènes (seuls ou en combinaison) sur la santé de l'abeille. L'équipe « Interactions Hôtes-Parasites » du Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement (LMGE, CNRS/Université Blaise Pascal Clermont-Ferrand 2) travaille justement à rechercher de nouveaux moyens de lutte contre cet agent pathogène.

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