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    Le cerveau particulier des musiciens et des danseurs

    Chez les musiciens, le mouvement des molécules d’eau était anisotrope, c’est-à-dire que «les molécules suivaient une direction préférentielle, ce qui nous permet de supposer que les fibres voyagent toutes dans la même direction», explique Chiara Giacosa, chercheuse principale de l’étude.
    Photo: Loïc Venance Agence France-Presse Chez les musiciens, le mouvement des molécules d’eau était anisotrope, c’est-à-dire que «les molécules suivaient une direction préférentielle, ce qui nous permet de supposer que les fibres voyagent toutes dans la même direction», explique Chiara Giacosa, chercheuse principale de l’étude.

    Le cerveau des danseurs diffère non seulement de celui des simples quidams, mais aussi, et même encore plus, de celui des musiciens, nous révèle une étude réalisée à Montréal qui souligne ainsi la grande plasticité du cerveau.


    Des années d’exercices à la barre et de répétitions de chorégraphies pour les danseurs, de gammes et de pratique de pièces de répertoire pour les musiciens modifient les structures du cerveau. Une équipe de chercheurs du Laboratoire international de recherche sur le cerveau, la musique et le son (BRAMS) en est arrivée à cette découverte en examinant la matière blanche du cerveau de danseurs et en la comparant à celle de musiciens. Ces scientifiques des universités Concordia, McGill et de Montréal ont remarqué que cette structure du cerveau prenait des formes différentes, voire opposées chez ces deux catégories d’artistes.

     

    Pour leur étude, les chercheurs ont recruté une vingtaine de danseurs contemporains, une vingtaine de musiciens (jouant du clavier, d’un cuivre, d’un instrument à cordes, à vent ou à percussion), ainsi qu’une vingtaine d’individus n’ayant suivi aucune formation en musique ou en danse, qui servaient de sujets contrôles. Les participants étaient âgés de 18 à 40 ans. Les musiciens et les danseurs possédaient en moyenne une quinzaine d’années d’expérience dans leur discipline respective et exerçaient leur art comme professionnels ou comme étudiants dans un programme d’entraînement professionnel.

     

    Le cerveau de tous les participants a été examiné à l’aide de la technique d’imagerie en tenseur de diffusion, qui permet de visualiser l’architecture des grands faisceaux de fibres qui composent la matière blanche du cerveau (voir encadré). En mesurant le mouvement des molécules d’eau qui sont présentes dans le cerveau, l’imagerie en tenseur de diffusion permet de déterminer la direction, l’intensité, voire la densité des fibres de matière blanche dans le cerveau, explique Chiara Giacosa, chercheuse principale de l’étude.

     

    Les chercheurs ont alors observé des différences significatives entre les danseurs, les musiciens et les sujets contrôles, et plus particulièrement entre les danseurs et les musiciens, dans trois régions stratégiques du cerveau : soit au niveau du circuit corticospinal, qui comprend d’une part les fibres qui relaient l’information depuis les différentes parties du corps jusqu’à la moelle épinière, laquelle les achemine jusqu’au cortex sensoriel, et d’autre part, les fibres qui transmettent les commandes du cortex moteur vers les parties du corps ; au niveau du corps calleux, qui permet l’échange d’informations entre les deux hémisphères du cerveau, dont chacun reçoit des informations sensorielles et commande des actions motrices de la moitié opposée du corps ; ainsi qu’au niveau du fascicule longitudinal supérieur, qui relie les régions sensorielles occipitales (le cortex visuel) et pariétales (le cortex auditif) aux régions frontales, qui effectuent un traitement plus approfondi de l’information avant de l’acheminer au cortex moteur, qui commande le mouvement.

     

    Les chercheurs ont donc noté chez les danseurs que les molécules d’eau bougeaient dans toutes les directions au niveau de ces trois régions cérébrales. « La grande diffusivité observée [des molécules d’eau] nous porte à croire que les fibres se croisent abondamment, qu’elles changent de direction ou qu’elles se ramifient dans le but de rejoindre un grand nombre de régions corticales différentes », explique Mme Giacosa, qui effectue son doctorat à l’Université Concordia.

     

    Par contre, chez les musiciens, le mouvement des molécules d’eau était plutôt anisotrope, c’est-à-dire que « les molécules suivaient une direction préférentielle, ce qui nous permet de supposer que les fibres voyagent toutes dans la même direction ».« La cohérence des fibres peut s’expliquer par une intensification des connexions dans cette direction préférentielle, et nous laisse penser que la transmission de l’information entre les régions connectées s’effectue plus efficacement, voire plus rapidement. La cohérence des fibres peut aussi signifier qu’il y a eu une multiplication du nombre de fibres dans le faisceau reliant les deux régions particulières, mais nous ne pouvons pas le confirmer pour le moment. Seules des études de trajectographie, qui sont en cours, nous permettront de le savoir », précise la neuroscientifique.

     

    « Ces résultats nous montrent que des entraînements intensifs et prolongés en danse et en musique influencent de façon opposée les structures de la matière blanche du cerveau,fait remarquer Mme Giacosa. Nous émettons ainsi l’hypothèse que l’entraînement des musiciens renforce certains faisceaux spécifiques, alors que celui des danseurs favorise une multiplication des connexions avec de plus nombreuses et diverses régions du cerveau. »

     

    « Et cela a du sens, parce que les musiciens entraînent principalement une partie en particulier de leur corps, comme les mains, voire la bouche [dans les instruments à vent],afin d’arriver à faire des mouvements très fins et très spécialisés avec cette partie du corps. Ce sont donc les quelques régions cérébrales représentant cette partie du corps en particulier qui sont plus intensément connectées. » Par contre, les danseurs effectuent des mouvements avec toutes les parties de leur corps, et chacune est représentée dans une région cérébrale particulière. De plus, les danseurs doivent assurer « une bonne coordination entre les différentes parties de leur corps, voire entre les deux côtés du corps, ce qui implique de plus nombreuses connexions entre les différentes parties du corps que chez les musiciens » et qui explique la plus grande diffusivité observée au niveau du corps calleux notamment. Les danseurs doivent aussi bouger en synchronisation avec la musique et avec le mouvement des autres danseurs, et pour cette raison, les fibres doivent établir de nombreuses connexions entre les différentes zones sensorielles du cortex (visuel, auditif et proprioceptif) et le cortex moteur. Également, le fait que les danseurs apprennent leurs chorégraphies principalement en observant et en imitant un autre danseur permettrait également d’expliquer les plus grandes transformations structurelles observées chez les danseurs dans la région frontale du fascicule longitudinal supérieur, où se situe le réseau action-observation, qui n’est pas aussi crucial chez les musiciens.

     

    Étude comportementale

     

    Les chercheurs ont également mesuré le niveau d’habileté des danseurs et des musiciens dans leur discipline respective. Pour ce faire, ils ont demandé aux danseurs de reproduire en temps réel et le plus fidèlement possible divers enchaînements de danse interprétés par un personnage du jeu vidéo Dance Central 1 de la console Xbox Kinect 360 qui était projeté sur un grand écran devant eux. Les musiciens devaient quant à eux détecter de subtils changements de hauteur dans une série de mélodies.

     

    Les chercheurs ont alors remarqué que les changements structurels qu’ils avaient observés dans le cerveau des danseurs et des musiciens étaient étroitement liés à leur habileté dans leur art respectif. Ainsi, meilleur était le danseur, plus les faisceaux de fibres blanches de son cerveau rayonnaient dans différentes directions. Inversement, meilleur était le musicien, plus ces mêmes faisceaux étaient robustes dans une direction préférentielle. Les résultats comportementaux confirment ainsi l’hypothèse des chercheurs qui ont publié leur étude dans la revue NeuroImage.

    Qu’est-ce que la matière blanche? Les cellules nerveuses du cerveau, aussi appelées neurones, se composent d’un corps cellulaire contenant un noyau, dans lequel sont enfouis les gènes, suivi d’un très long prolongement, dénommé axone, qui conduit l’information sous forme d’impulsions électriques, du corps cellulaire vers d’autres neurones parfois situés dans une tout autre région du cerveau, voire dans l’hémisphère opposé. La plupart de ces longs axones sont entourés d’une gaine de myéline, une substance graisseuse de couleur blanche qui sert d’isolant et permet ainsi une meilleure conduction des impulsions électriques. On désigne sous le nom de « matière blanche » l’ensemble des faisceaux d’axones myélinisés qui sillonnent le cerveau, et ce, en raison de leur couleur blanche.

    Les corps cellulaires des neurones qui sont quant à eux plutôt de couleur grise se situent principalement dans le cortex, que l’on appelle justement matière grise. Alors que les axones, ou fibres, véhiculent l’information, les corps cellulaires du cortex traitent l’information qu’ils reçoivent avant de la transmettre.












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