Comment notre cerveau traite-t-il les émotions vocales: catégories, ou bien dimensions ?

Publié par Isabelle le 18/03/2021 à 13:00
Source: CNRS INSB

© Carole Mainguy & Bruno Giordano
Quand nous entendons une voix chargée d'émotion, notre cerveau analyse-t-il l'émotion sous forme de catégories distinctes ou bien sous forme de dimensions continues ? Une équipe internationale de scientifiques apporte une réponse surprenante à cette question grâce à une combinaison (Une combinaison peut être :) de techniques de neuroimagerie et de modèles computationnels de la voix: ce n'est pas l'un ou l'autre, mais les deux. Les émotions vocales sont initialement traitées par le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...) sous forme de catégories séparées, avant d'être raffinées sous forme de dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...). Les résultats sont présentés dans la revue Nature Human Behaviour

Nous savons tous à quel point (Graphie) la voix est efficace pour transmettre des émotions. Ce que nous savons moins, c'est si notre cerveau traite les émotions vocales comme des catégories distinctes (comme le plaisir ou la peur) ou selon un continuum de dimensions affectives (du négatif au positif). Cette nouvelle étude met un terme à ce débat (Un débat est une discussion (constructive) sur un sujet, précis ou de fond, annoncé à l'avance,...) de longue date en montrant que ce n'est pas soit catégories, soit dimensions, mais les deux, avec des dynamiques cérébrales assez différentes.

Un consortium international regroupant des scientifiques de France, d'Écosse, d'Allemagne, de Hollande, du Canada et des États-Unis a utilisé l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) cérébrale pour mesurer l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) du cerveau de volontaires sains adultes pendant qu'ils écoutaient de brèves vocalisations affectives représentant différentes émotions. Les propriétés affectives des vocalisations étaient contrôlées grâce à un modèle computationnel permettant de produire une large gamme d'émotions plus ou moins intenses et identifiables. Les participants ont subi chacun plusieurs sessions d'imagerie par résonance (La résonance est un phénomène selon lequel certains systèmes physiques...) magnétique fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....) et de magnétoencéphalographie, afin de maximiser les résolutions spatiale et temporelle de la mesure d'activité cérébrale et la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon....).

Des analyses sophistiquées indiquent que les catégories ou les dimensions expliquent toutes deux une bonne partie de l'activité cérébrale, mais différemment: alors que l'activité cérébrale précoce dans un délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une...) de 2/10e de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) reflète des catégories émotionnelles distinctes, les réponses neuronales plus tardives (après une demi-seconde) sont de plus en plus compatibles avec une représentation graduée, plus fine, des dimensions affectives.

Ces nouvelles données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) permettent de concilier deux visions longtemps opposées en décrivant avec un haut degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) de détail spatio-temporel la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) représentationnelle du traitement cérébral des émotions dans la voix.


Figure: Analyse des représentations cérébrales de l'émotion vocale.
En haut à gauche: de brèves expressions affectives sont générées par synthèse vocale (morphing) entre des enregistrements correspondant à 4 émotions (colère, peur, dégout, plaisir) et une expression neutre.
En haut à droite: des matrices représentant les différences d'activité cérébrale entre chaque paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts...) de stimuli, chaque région cérébrale et chaque milliseconde sont comparées à des matrices basées sur les jugements émotionnels reflétant soit les catégories, soit les dimensions émotionnelles.
En bas: représentation des régions cérébrales montrant une association avec les catégories émotionnelles de manière précoce.
© Bruno Giordano

Pour en savoir plus:
The Representational Dynamics of Perceived Voice Emotions Evolve from Categories to Dimensions.
Bruno L. Giordano, Caroline Whiting, Nikolaus Kriegeskorte, Sonja A. Kotz, Joachim Gross, Pascal Belin.
Nature Human Behaviour 11 mars 2021 ; https://doi.org/10.1038/s41562-021-01073-0

Laboratoire:
Institut de neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et...) de La timone (CNRS/Aix-Marseille Université)
27 bd Jean-Moulin.

Contact:
Bruno Giordano - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de neurosciences de la Timone (INT) - (CNRS/Univ. Aix-Marseille) - bruno.giordano at univ-amu.fr
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