Die Einbeziehung des Klangs in die analytische Musikbetrachtung erscheint spätestens im 20. Jahrhunderts eine unausweichliche Herausforderung an die musiktheoretische Forschung. Ausgangspunkt der hier vorgestellten Studie ist der musikalische Cluster. Cluster markieren die Schnittstelle zwischen tonhöhengeleitetem Harmoniebegriff und geräuschhaften Klangmaterial. Mit Henry Cowells Buch New musical resources (1930) existiert zudem eine kompositorische Theorie zur Clustertechnik. Für die wahrnehmungspsychologische Studie wurden zunächst zehn Prototypen von Clustern entwickelt, die teils Cowells Klavierwerken entstammen (z.B. diatonisch, pentatonisch, chromatisch) und teils nach theoretischen Überlegungen konstruiert waren. Mit experimentellen Methoden gingen wir der Frage des Konzept-Perzept-Verhältnisses nach, also ob diese Prototypen auditiv überhaupt unterscheidbar sind, welche Hörexpertise dafür notwendig ist und welche psychoakustischen Eigenschaften die Cluster als Voraussetzung für eine auditive Diskriminierung haben müssen. Das angewandte Paradigma war eine Modifikation des MUSHRA Hörtests (MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor, ein Hörtest zur Ermittlung der Audioqualität von datenreduzierenden Algorithmen wie MP3). Die Probanden beurteilten hierbei die Ähnlichkeit der Cluster-Klänge im Vergleich zu einem zuvor festgelegten Referenzklang. Das Ergebnis der Studie zeigte, dass sich die Ähnlichkeitsratings in zwei Gruppen aufteilen lassen: (a) Cluster, deren perzeptuelle Ähnlichkeitseinschätzung von ihrer Clusterdichte abhingen und (b) Cluster, deren Klangstruktur eine perzeptuelle Sättigung aufwiesen, was die Differenzierung erschwerte. Auch die psychoakustischen Untersuchungen der Stimuli korrelierten stark mit den Ergebnissen des Ähnlichkeitsratings. Die Beobachtungen ermöglichen es, die Wirkung von Clustern empirisch fundiert zu beschreiben. Das Ziel der weiteren Forschung wird es sein, den Zusammenhang der Clustertheorie mit anderen Klangformen zu untersuchen. / The musical tone cluster is a prototypical sound of avant-garde music in the twentieth and twenty-first centuries. Tone clusters mark a boundary between pitch-related techniques of composing in earlier epochs to the use of sound-based materials in avant-garde music. The composer Henry Cowell offered the first theoretical reflection on the structure of tone clusters with a focus on tone density, which relies on the number of tones and the ambitus of a cluster (Cowell, 1930). Using experimental methods, we investigated whether participants were able to discriminate between various types of tone clusters (e.g., pentatonic, diatonic or chromatic) and how they evaluated their similarities. We also questioned whether a timbre-based approach using psychoacoustical methods of analysis could be used to explain the perception of avant-garde music sounds. Ten different prototypical tone cluster chords varying in density were presented in two studies. Additionally, the relation between similarity ratings and psychoacoustic features was examined. The design of the study was based on an adaption of the Multi Stimulus with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA) paradigm (International Telecommunication Union, 2014). With this method, participants rated the similarity between a firstly chosen reference tone cluster and the other cluster sounds. The tone clusters could be grouped into two classes of sounds based on the similarity ratings of the participants: (a) those clusters with a high grade of perceptual discrimination depending on the cluster density and (b) those clusters of a more aurally saturated structure, making it difficult to separate and evaluate them. The results also showed congruency between theoretical features of the cluster structure, results of the timbre feature analysis, and perceptual evaluation of stimuli. The findings can provide valuable insights into aural training methods for avant-garde music. In future research, there will be a need to identify more variables influencing the aural perception of musical sounds to aid in listening to and understanding avant-garde music.

Des études suggèrent que certaines capacités sensorielles peuvent être augmentées chez l’humain, soit i) à la suite d’un entraînement ou ii) à la suite de privation sensorielle précoce. Des études suggèrent qu’une telle altération sensorielle peut être retrouvée chez les personnes ayant subi un entraînement musical. L’interaction entre ce qui est entendu et ressenti est spécialement importante lorsqu’un individu joue d’un instrument de musique. L’entraînement musical est reconnu comme étant une forme d’entraînement multisensoriel incluant des interactions entre des composantes auditives, visuelles et tactiles. Celui-ci peut mener à des réorganisations anatomiques et structurelles dans les régions corticales associées à ces modalités sensorielles. Plusieurs études comportementales ont révélé des habiletés de détection tactile améliorées chez les musiciens. Il est toujours incertain que ces améliorations puissent être retrouvées lors de processus plus complexes tels que la reconnaissance des émotions. Une autre population d’étude pourrait aussi révéler une altération des capacités tactiles, soit les personnes sourdes de naissance. Des études en imagerie ont révélé que les stimuli vibrotactiles activaient les régions auditives chez les personnes sourdes, suggérant ainsi une importante réorganisation tactile chez ces individus. Pourtant, au niveau comportemental, les capacités de détection tactile semblent similaires aux contrôles. Récemment, il a été suggéré que des processus tactiles plus complexes pourraient permettre de révéler des différences comportementales entre les personnes sourdes et entendantes. Malheureusement, tout comme chez les musiciens, ces processus n’ont toujours pas été évalués à ce jour. L’objectif principal de cette thèse est donc d’évaluer i) la perception unisensorielle tactile, auditive ainsi que multisensorielle chez les musiciens et ii) la perception unisensorielle tactile chez les sourds à l’aide de tâches non-musicales et musicales. Chez les musiciens, les résultats de cette thèse suggèrent des capacités de discrimination fréquentielle auditive, tactile et audiotactile améliorées (étude 1) ainsi que des améliorations de la perception d’émotions musicales complexes auditive et tactile (étude 2). Ces études supportent l’hypothèse qu’une formation musicale à long terme : i) entraîne une amélioration des capacités unisensorielles auditives et tactiles, mais surtout que celle-ci s’étend à des processus tactiles complexes, ii) a un impact à tous les niveaux hiérarchiques du traitement sensoriel et cognitif. Chez les individus sourds, les résultats ont révélé un plus haut taux d’erreurs lors de la tâche de détection d’ordre temporel tactile (étude 3). Ce résultat suggère que la cartographie spatiale du toucher est altérée chez les individus sourds. De plus, l’étude ayant mesuré la perception des émotions tactiles a révélé que ceux-ci sont capables d’identifier des émotions via la modalité tactile seule et ont même une capacité améliorée à identifier la joie (étude 4). Cette capacité accrue à percevoir la joie dans une mélodie via la modalité tactile illustre que des habiletés tactiles complexes peuvent être améliorées suite à une privation auditive de longue date. Ces deux études mises en commun illustrent que des capacités tactiles complexes non-musicales et musicales sont altérées chez l’individu sourd, ce qui supporte les études suggérant une réorganisation corticale des aires auditives et tactiles chez les individus sourds. / Studies suggest that some sensory abilities may be increased in humans, either i) following training or ii) following early sensory deprivation. Studies suggest that such sensory alteration can be found in people who have undergone musical training. The interaction between what is heard and felt is especially important when an individual is playing a musical instrument. Musical training is well-known as a form of multisensory training that includes interactions between auditory, visual and tactile modalities. This can lead to anatomical and structural reorganizations in the cortical regions associated with these sensory systems. Several behavioral studies have revealed improved tactile perception skills in musicians. It is still unclear whether these improvements can be found for more complex processes, such as recognition of emotions. Similar alteration of tactile abilities may also be found in another population, namely early-deaf individuals. Imaging studies have shown that vibrotactile stimuli activate auditory regions following deafness, suggesting a significant tactile reorganization of their cortex. Yet, from a behavioral point of view, tactile perception in deaf seems similar to controls. Recently, it has been suggested that more complex tactile processes may reveal behavioral differences between deaf and normal-hearing individuals. Unfortunately, similarly to musicians, these processes have not been investigated to date. The main objective of this thesis is therefore to evaluate via non-musical and musical tasks i) tactile, auditory and multisensory perception of music among musicians and ii) tactile perception of music among deaf individuals. For musicians, results of this thesis suggest enhanced auditory, tactile and audio-tactile frequency discrimination capabilities (Study 1). Also, results suggest an increase perception of emotions in music, which suggests improvements for complex auditory and tactile abilities (Study 2). These studies support the hypothesis that long-term musical training: i) leads to improved auditory and tactile perception, but especially that it extends to complex tactile processes, ii) has an impact at all hierarchical levels of sensory and cognitive processing For deaf individuals, results revealed a higher error rate during the tactile temporal order detection task (Study 3). This result suggests that spatial mapping of touch is impaired in deaf individuals. In addition, the study measuring tactile perception of emotion in music revealed that they are able to identify emotions via tactile modality solely. Also, improvements were found for the identification of happy emotion via tactile modality solely (Study 4). This increased ability to perceive happiness in a melody via the tactile modality illustrates that complex tactile skills can be improved following longstanding hearing deprivation. These two studies together suggest that complex non-musical and musical tactile abilities are altered in the deaf individual, which supports studies suggesting a cortical reorganization of auditory and tactile areas following long-term auditory deprivation.