Peut-on dissocier perception et mémoire auditives ? Intuitivement, il paraît impossible de mémoriser quelque chose que l’on n’a pas perçu. Pourtant, il existe des phénomènes auditifs pour lesquels la mémoire influence la perception. L’objectif de ce travail de thèse est de déterminer si la perception auditive et la mémoire auditive sont deux fonctions dissociables, sous-tendues par deux mécanismes différents. Deux études utilisant des stimuli auditifs différents (des bruits périodiques, et du rehaussement) ont été réalisées. Une population d’enfants et d’adultes autistes de haut niveau a été inclue aux participants. En effet, ces derniers présentent des particularités dans le traitement auditif. Ces particularités peuvent être interprétées à la lumière de capacités perceptives et/ou mnésiques, sans que rien ne permette de déterminer si l’une, l’autre ou les deux fonctions cognitives que sont la perception et la mémoire, sont impliquées. Les résultats conjugués de ces deux études indiquent que les participants porteurs d’autisme présentent un déficit développemental dans le traitement de la complexité temporelle quand leur mémoire auditive est préservée. Deux mécanismes différents semblent régir les deux grandes fonctions cognitives que sont la perception auditive et la mémoire auditive, qui seraient donc dissociées. / Can we separate auditory perception and auditory memory ? Intuitively, it seems impossible to remember something that was not perceived. However, there are auditory phenomena for which memory influences perception. The objective of this work is to determine whether the auditory perception and auditory memory are two separable functions, underpinned by two different mechanisms. Two studies using different auditory stimuli (periodic noise, and enhancement) were performed. A population of children and adults with high functioning autism was included. Indeed, they have features in auditory processing. These features can be interpreted in the light of perceptual and / or memory capacity without anything possible to determine whether one or the other or both cognitive functions such as perception and memory, are involved. The combined results of these two studies indicate that the participants with autism have a developmental deficit in processing temporal complexity when their auditory memory is preserved. Two different mechanisms seem to govern the two major cognitive functions such as auditory perception and auditory memory, which would therefore be separated.

Cette version de la thèse a été tronquée des éléments de composition originale. Une version plus complète devrait être rendue disponible sous peu pour les membres de la communauté de l’Université de Montréal. / Abstractions musicales : Composer l'expérience à travers la mémoire auditive réfléchit au rôle que joue la mémoire auditive dans le processus de composition. Ma recherche explore les souvenirs auditifs de nature épisodique dans lesquels l'affect émotionnel, la répétition de la mémoire et, par conséquent, la distorsion de la mémoire jouent un rôle important. Cela conduit à une méthodologie d'abstraction, un processus de composition dont le but n'est pas seulement d'explorer le contenu des souvenirs, mais d'examiner les actes mêmes de se souvenir et d'imaginer le son et comment ceux-ci influencent le développement des formes et motifs musicaux. En présentant ma méthodologie d'abstraction, je cherche à extérioriser et à formaliser la relation largement intérieure et subconsciente que de nombreux compositeurs entretiennent avec leur mémoire auditive. Cela élargit délibérément la portée du processus de composition pour inclure et considérer l'influence de l'écoute profonde et de l'analyse perceptuelle d'œuvres préexistantes. La thèse est présentée en deux sections. Elle commence par une section théorique, composée d'un chapitre résumant mes recherches sur la mémoire auditive et l’imagination sonore, suivi d'un chapitre exposant la méthodologie qui en découle. Le reste de la thèse est consacré à l'analyse d’une sélection de huit œuvres composées pendant mon doctorat, chacune d'entre elles explorant une relation avec la mémoire auditive et/ou l'imagination. Les œuvres analysées sont organisées en trois catégories : (1) le dialogue et la narration, (2) l'espace (son excavé), (3) identité, culture et ancêtres. Le but ultime de la thèse est de mettre en lumière des façons dont les compositeurs utilisent la mémoire, l’imagination sonore et l'abstraction pour développer notre matériau musical. / Musical Abstractions: Composing experience through auditory memories reflects on the role that auditory memory plays in the compositional process. My research explores auditory memories of an episodic nature in which emotional affect, rehearsal of memory, and hence memory distortions play an important role. This leads to a methodology of abstraction, a compositional process whose goal is not solely to explore the content of memories, but to examine how the very acts of remembering and imagining sound translate to musical motivic development and form. In presenting my methodology of abstraction, I aim to exteriorize and formalize the mostly subconscious and interior relationship many composers have with their auditory memory. This deliberately broadens the scope of the compositional process to include and consider the influence of deep listening and perceptual analysis of pre-existing works. The thesis is presented in two sections. It begins with a theoretical section, consisting of a chapter summarizing my research into auditory memory and audiation followed by a chapter outlining the resulting methodology. The rest of the thesis is devoted to the analysis of eight selected works composed during my doctorate, each of which explores a relationship with auditory memory and/or imagination. The analyzed works are organized into three categories: (1) in dialogue and narrative, (2) in space (excavated sound), (3) in our identity, culture, and ancestors. The ultimate goal of the thesis is to shed light on some ways composers use memory, audiation, and abstraction to develop our musical material.

La présente étude vise à approfondir les connaissances relatives aux mécanismes neuronaux qui sous-tendent la maintenance de sons variant en hauteur dans la mémoire auditive à court terme (MACT), plus précisément lors de sa saturation. À cet effet, la technique des potentiels reliés aux évènements (PRE) en électrophysiologie a été utilisée. La sélection des participants s’est déroulée par l’entremise de deux expériences comportementales : l’une était une tâche de discrimination et l’autre, une tâche qui évaluait l’habileté générale des participants à réussir une tâche similaire à celle de l’expérience principale en électroencéphalographie (EEG). Les résultats comportementaux de notre tâche en EEG ont montré que la performance diminuait de façon significative plus la charge en mémoire augmentait (séquences de 2, 4, 6 et 8 sons) et que l’estimation de la capacité de la MACT mesurée par K augmentait entre 2 et 4 sons pour atteindre un plafond à 4 sons (effet plafond). Le K maximum étant de 2.84 sons, l’empan mnésique (EM) auditif semble être près de 3 sons. Les résultats électrophysiologiques ont montré que la composante électrophysiologique reliée à la maintenance de sons en MACT, la Sustained Anterior Negativity (SAN), était modulée par le nombre de sons à maintenir : son amplitude augmentait de 2 à 4 sons et ce, jusqu’à l’atteinte d’un plafond à 4 sons. Ces résultats suggèrent que la maintenance de sons additionnels dans la MACT n’est plus possible après sa saturation. Nous soutenons donc que la SAN est un index électrophysiologique de l’activité neuronale associée à la maintenance d’items auditifs dans la MACT et que son amplitude est un bon indicateur de la capacité individuelle de la MACT, estimée par K. Des résultats post-hoc ont démontré que les musiciens et les non-musiciens tendent à avoir des différences au niveau de la SAN, sans pour autant modifier l’effet de charge en mémoire. Une analyse qualitative et quantitative de l’utilisation des stratégies mnésiques ont permis de clarifier leur implication et leur nature au sein d’une tâche cognitive de mémoire, plus précisément en audition. Pour conclure, l’ensemble de ces résultats suggère également que la SAN est reliée à la maintenance de sons dans la MACT et ainsi, un bon indicateur de sa capacité. / The aim of the current study is to further understand, through the use of event-related potentials (ERPs), the neural mechanisms that underlie the maintenance of pitch in auditory short-term memory (ASTM) after reaching the memory span. Two behavioral experiments were used to help perform the selection of the participants: the first one was an evaluation of the acoustic discrimination and the second one was a general evaluation of participants’ ability to succeed to a similar task of the one that will be used in the electrophysiological (EEG) part of the experiment. Behavioral results from the EEG task showed a significant decrease in accuracy when the load increased (sequences of 2, 4, 6 and 8 tones). The estimation of the memory capacity (named K), increased from load 2 to 4 and reached a plateau after 4 tones. The maximum K represented 2.84 tones; the auditory span seems to be around 3 tones. Experimental results showed that the ERP component related to the maintenance of tones in ASTM, as measured by the Sustained Anterior Negativity (SAN), was modulated by the load. More specifically, its amplitude increased when the load increased (from 2 to 4) and reached a plateau at load 4. These results suggest that the maintenance of additional tones in ASTM is not possible after its saturation. Thus, the SAN appears to be an adequate electrophysiological index of neuronal activity related to the maintenance of tones in ASTM, and its amplitude appears to be predicted by K. Post-hoc results showed that musician and non-musicians tend to have some differences in their electrophysiological results; however, no change related to the load effect was observed. Finally, a qualitative and quantitative analysis was done to investigate the impact of the use of different mnemonic strategies in ASTM. Taking together, our results support that the SAN component is related to the maintenance of tones in ASTM and can be considerate as a good indicator of its capacity.

Ce travail de thèse vise à améliorer notre compréhension des mécanismes sous-tendant la perception et la mémorisation des structures sonores complexes. Nous avons étudié les corrélats comportementaux et cérébraux de la perception et de la mémoire auditive pour des notes isolées, des séquences musicales et des séquences de mots, chez des auditeurs typiques et dans l'amusie congénitale, un trouble permanent de la perception de la musique. En utilisant des approches comportementales, nous avons démontré que les déficits des individus amusiques dans la dimension de la hauteur sont liés à des déficits à la fois durant l’encodage des sons courts et dans la rétention à court terme de l'information musicale. En utilisant des mesures neurophysiologiques (IRM, MEG, IRMf) nous avons démontré l’existence d’anomalies anatomiques et fonctionnelles dans le cerveau amusique, principalement dans les cortex frontal et auditif droits. De plus des anomalies fonctionnelles ont été observées à la fois durant l'encodage, la rétention et la reconnaissance de l'information mélodique lors d’une tâche de mémoire à court terme. En revanche, pour le matériel verbal, les participants amusiques recrutaient des régions cérébrales similaires à celles des contrôles, ceci suggérant que des ressources neuronales distinctes sous-tendent la mémoire tonale et verbale. A partir des conclusions de ces trois premières études, nous avons exploré deux approches visant à renforcer les capacités de traitement de la hauteur dans l'amusie: 1) en étudiant si des connaissances implicites du système musical occidental tonal pouvaient améliorer leurs capacités de mémoire à court terme pour les notes, et 2) en explorant si les capacités d’encodage altérées des participants amusiques pouvaient être améliorées par des interactions audio-visuelles. Ces études ont été encourageantes et pourraient guider la conception d'outils de réhabilitation dans ce déficit. Enfin, il convient de souligner que nos recherches contribuent également à améliorer la compréhension des mécanismes sous-tendant le traitement de la musique en général, un domaine de recherche émergeant qui fait le parallèle avec le traitement du langage / The aim of this PhD thesis is to further our understanding about how humans perceive and nmemorize complex sound structures. We investigated the behavioral and cerebral correlates of auditory perception and memory for isolated tones, musical sequences, and verbal material both in typical listeners and in individuals presenting a lifelong disorder of music perception that has been referred to as congenital amusia. Using behavioral approaches, we demonstrated that amusic individuals’ deficits in the pitch dimension are related to impairments both in the encoding of short tones and in the short term retention of pitch information. Using multimodal neuroimaging methods (MRI, MEG, fMRI) we observed anatomical and functional abnormalities in the amusic brain, mostly in the right frontal cortex and in the right auditory cortex. Functional abnormalities were observed at each level of processing in short-term memory tasks, that is for encoding, retention, and retrieval of the melodic information. In contrast, for verbal material, amusic participants recruited similar brain regions as those observed for controls, thus suggesting that separate neural resources support tonal and verbal memory. Based on the conclusions made on these first three studies, we explored two approaches aiming to boost pitch processing abilities in amusia; 1) by investigating whether implicit knowledge of the western tonal musical system could influence their short-term memory abilities, and 2) by exploring whether amusic individuals’ altered encoding of short tones could be improved by audio-visual interactions These investigations were encouraging and provide the first steps toward designing tools of rehabilitation in this musical disorder. To conclude, it is worth underlining that these studies also improve our understanding of music processing in general, which is the subject of an increasing research domain that is often making the parallel to language processing