Les ondes sonores nous influencent-elles? Vraiment?

Des sons organisés, musicaux ou autres, seraient-ils capables de modifier notre rythme cardiaque? d’interférer avec nos ondes cérébrales? de nous guérir ou de nous rendre malades? de nous conduire subrepticement vers des émotions ou des comportements inattendus? L’idée que des ondes sonores puissent être employées, non seulement pour véhiculer des messages, mais aussi pour agir directement sur des processus psychiques ou biologiques donne lieu à de nombreuses pratiques thérapeutiques, pathogènes ou mystiques. Le dernier numéro de la revue Terrain en détaille quelques exemples. C’est aussi une idée remarquablement tenace dans notre société, où elle a fait fantasmer des générations de philosophes, de savants, d’artistes et plus récemment d’industriels. Deux hypothèses sont avancées à ce sujet.

LES RESONANCES MECANIQUES

Certaines ondes périodiques pourraient-elles agir mécaniquement sur nos rythmes intérieurs? Qu’un corps vibrant puisse propager sa vibration à un corps distant est un constat relativement simple. Nos fonctions biologiques pourraient réagir telles ces cordes " sympathiques " (actionnées par la résonance d’autres cordes) qui équipent d’ailleurs de nombreux instruments de musique dans le monde. La résonance par sympathie constitue le socle empirique de diverses théories plus ou moins magiques de l’emprise des sons.

RYTHMES CARDIO-RESPIRATOIRES

Une hypothèse courante postule que le tempo musical pourrait influencer nos rythmes cardiaque et respiratoire. Les battements de la techno par exemple entraîneraient ceux de notre cœur, les musiques méditatives les apaiseraient, les guitares en distorsion du punk et du metal augmenteraient notre tension artérielle. On trouve ces idées dans le public mais aussi dans les revues scientifiques.

C’est ainsi qu’en 2006 une équipe de cardiologues italiens et britanniques ont entrepris de prouver expérimentalement les interactions entre les rythmes musicaux et cardio-respiratoires. Les chercheurs ont fait écouter à leurs sujets divers enregistrements et ont constaté qu’un morceau disco de Gigi d’Agostino (à 136 battements par minute) ou un presto de Vivaldi (à 150 bpm) induisent des fréquences cardiaques et respiratoires plus élevées qu’un raga indien méditatif (55 bpm) ou qu’un adagio de Beethoven (70 bpm). En outre, cet effet s’avère indépendant des préférences musicales des participants. C’est l’une des rares expériences de laboratoire qui est parvenue à montrer un entraînement systématique des rythmes biologiques par le rythme musical.

RYTHMES CEREBRAUX

Selon une autre hypothèse populaire, les rythmes du cerveau pourraient être entraînés par des fréquences sonores.

Connus depuis le début du XXe siècle, ils résultent de l’activation régulière de grands ensembles de neurones et sont visibles sur un électroencéphalogramme. Leur fréquence varie avec le type d’activité du sujet: ondes alpha (entre 8 et 12 Hz) en éveil mais les yeux fermés; ondes beta (entre 12 et 30 Hz) les yeux ouverts; ondes delta (entre 0,5 et 4 Hz) sommeil profond, etc.

Les sons dits binauraux visent à modifier ces rythmes. On les écoute avec un casque stéréo. Dans chaque oreille, une fréquence légèrement différente. Leur combinaison produit un troisième battement, en général parfaitement audible. Ce battement est calibré entre 1Hz et 30Hz, soit la même gamme de fréquences que les ondes cérébrales. Il ne s’agit pas d’un battement acoustique habituel car les deux fréquences primaires ne se combinent pas dans l’air avant d’atteindre les tympans. C’est le cerveau qui est le lieu géographique de leur combinaison, d’où l’hypothèse que le "battement binaural [se produit] à l’intérieur de l’esprit". L’explication est donnée par le site i-doser, qui commercialise depuis 2003 des enregistrements binauraux.

Votre état de santé… dans votre voix

Image générée par I.A. par moi

Avez-vous déjà senti lors d’un appel téléphonique avec un·e ami·e que celui-ci ne va pas bien?

Uniquement à partir de sa voix, vous avez réussi à deviner son état de santé.

Sur quels indices votre cerveau s’est-il basé pour émettre une telle conclusion?

L’AUDITION HUMAINE, UN OUTIL BIEN RODE

Mauvaise estime de soi, fatigue, ou troubles du sommeil, il suffit d’écouter les plaintes de ses ami·es – c’est-à-dire le contenu de ce qu’ils disent – pour savoir qu’ils ne vont pas bien. Mais même quand la réponse est un petit "ça va, ça va", vous arrivez malgré tout à percer à jour leur mal-être: ce que la personne dit n’est pas le seul indice que votre cerveau exploite pour analyser l’état de santé de votre interlocuteur.

En effet, des maladies telles que la dépression, Parkinson, ou Alzheimer ont un impact sur le fonctionnement neurologique des patients qui en sont affectés, et peuvent modifier la façon dont ils parlent. Ainsi, en plus du contenu, le "contenant" du discours d’un individu – sa voix – recèle des informations sur son état de santé. Que la personne parle dans sa barbe, articule moins, parle plus lentement ou encore allonge les voyelles, votre cerveau analyse à votre insu de nombreux paramètres vocaux, principalement divisés en deux catégories.

D’une part, des paramètres acoustiques, mesurant la qualité de la voix, comme la fréquence, l’énergie, la nasalité ou l’amplitude de la voix. Est-ce que la voix est aiguë, grave, forte, douce? La voix fait-elle de grandes variations ou est-elle monotone?

D’autre part, des paramètres que l’on appelle "prosodiques", tels que la durée des voyelles, la vitesse d’élocution, la longueur des pauses. Ces marqueurs de la qualité du phrasé permettent de rendre compte du rythme de la parole, de la prononciation et de l’articulation du locuteur. Les voyelles sont-elles allongées? Certaines syllabes sont-elles altérées?

Toutes ces informations sont des marqueurs vocaux qui sont utilisés pour estimer de très nombreuses informations sur votre interlocuteur, de manière indirecte – on parle d’" inférence".

ESTIMATION AUTOMATIQUE DE PATHOLOGIES DANS LA VOIX

De même qu’elle peut analyser le contenu de la voix d’une personne pour rédiger une fiche de SAMU, des algorithmes d’intelligence artificielle peuvent, en calculant et interprétant les marqueurs vocaux décrits précédemment, identifier tout un panel de pathologies affectant la personne dont on a enregistré la voix.

Ces systèmes d’IA ont tous en commun le fait qu’ils sont basés sur un apprentissage supervisé par renforcement: ces systèmes nécessitent une base de données annotée manuellement par des spécialistes, à partir de laquelle ils ajustent les poids relatifs donnés à chaque indice vocal, et prennent une décision.

Dans notre cas d’étude de la voix, si quelques systèmes essayant d’estimer la gravité des symptômes commencent à voir le jour, la majorité des systèmes actuels ont pour but de classifier les échantillons dans des catégories – généralement" sujet pathologique" ou" sujet sain".

Les systèmes d’apprentissage existant dans le domaine du traitement du signal vocal sont principalement divisés en deux catégories, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients.

L’approche la plus ancienne, mais toujours la plus utilisée, consiste à extraire les marqueurs de manière automatique, mais explicite (par exemple la moyenne de la fréquence de la voix), puis d’entraîner un" classifieur" sur ceux-ci. Les marqueurs utilisés par le système sont alors parfaitement connus et on peut identifier les mécanismes de la voix qui permettent la détection de la maladie.