Clara Ziane
Université de Montréal
BRAMS

A third of older adults have difficulties walking, affecting their autonomy and health. With an ageing population, developing gait therapies is pressing. Interestingly, walking to an auditory rhythm can improve gait. Benefits may however be modulated by the synchronization of brain activity to the beat, a phenomenon called entrainment. Entrainment has never been studied during gait. Novel multivariate-analysis methods were used to successfully extract an entrained component from electroencephalography (EEG) during finger tapping. Our objective was to adapt and validate these methods for a gait task. An open-access database of 20 participants equipped with 108 EEG electrodes and foot switches placed under their heels was analyzed. Participants walked on a treadmill in three conditions: with a metronome matching preferred cadence, and with tempo increased/decreased by 17%. Auditory-motor synchronization was quantified from foot-strike events and beat onsets. We created a spatial filter to extract the entrained component from EEG. The extracted component showed power peaks at beat frequencies and stable instantaneous frequencies, suggesting synchronization of brain activity to the beat. Additionally, auditory-motor synchronization increased as entrainment increased. Our results link behaviour to brain activity, validating our method to quantify entrainment during gait. Our scripts are open-access, making this study replicable. Un tiers des personnes âgées a des difficultés à marcher. Avec une population vieillissante, développer des thérapies pour réhabiliter la marche est nécessaire. Les rythmes auditifs peuvent aider la démarche. Les bienfaits dépendent cependant du degré de synchronisation entre l'activité corticale et le rythme, ce qui n’a jamais été quantifié pendant la marche. Des nouvelles méthodes d'analyses multivariées permettent d’extraire du signal électroencéphalographique (EEG) une composante synchronisée au rythme lors de tapes digitales. Notre objectif était d'adapter et de valider ces méthodes à la marche. Une base de données en libre-accès de 20 participants équipés de 108 électrodes EEG et de capteurs de force sous les talons a été analysée. Les participants ont marché sur un tapis roulant dans trois conditions : avec un métronome correspondant à leur cadence préférentielle, et avec tempo augmenté/diminué de 17%. Nous avons créé un filtre spatial pour extraire de l’EEG une composante synchronisée au rythme. La composante avait des pics de puissance aux fréquences du rythme et des fréquences instantanées stables, suggérant une synchronisation de l'activité corticale au rythme. La synchronisation audio-motrice augmentait avec le degré de synchronisation cortico-auditive. Nos résultats établissent un lien entre les activités motrice et corticale, validant notre méthode.

Benjamin Lavastre
McGill University
IDMIL

Digital musical instruments are rarely studied from a musical perspective. The difficulty of identifying them acoustically is one of the major issues (a digital instrument is characterised by its interface, the mapping step, which associates data from sensors with sound synthesis parameters, and the sound synthesis) [Miranda & Wanderley, 2006]. For our study, we chose to focus on mixed-media pieces where a digital instrument interacts with one or more acoustic instruments. The interaction strategies chosen by the composers will allow us to characterise the use of digital instruments. Our project has 3 main objectives:

1. Create and encourage the creation of mixed works with DMIs
2. Provide detailed analysis of the pieces from the recordings and the scores
3. Study the perception of mixed works involving a digital instrument by studying the perception of the prominence of the digital instrument and the perception of the interaction strategies chosen by the composers

In our presentation, we will describe the progress of our project including the description of the workshop conducted during the winter 2023 semester for student composers at McGill University, the results of the perception experiment on prominence from an original piece for Karlax and ensemble premiered in December 2022. Finally, we will briefly present the method we intend to use for the analyses and the perception experiments taking into account the interaction strategies chosen by the composers. Le projet part du constat que les instruments de musique digitaux sont rarement étudiés selon une perspective musicale. La difficulté de les identifier acoustiquement est un des problèmes majeurs (un instrument digital est caractérisé par son interface, l’étape de mapping qui associe les données provenant des capteurs aux paramètres de la synthèse sonore et la synthèse sonore) [Miranda & Wanderley, 2006]. Pour notre étude, nous avons choisi de nous concentrer sur des pièces mixtes où un instrument digital interagit avec un ou plusieurs instruments acoustiques. Les stratégies d’interaction choisies par les compositeurs vont nous permettre de caractériser l’utilisation des instruments digitaux. Notre projet comporte 3 objectifs:

1. Créer et encourager la création de pièce mixtes avec des DMI
2. Analyser de manière détaillée les pièces créées à partir des enregistrements et des partitions
3. Étudier la perception des pièces mixtes impliquant un instrument digital en étudiant la perception de la prominence de l’instrument digital et la perception des stratégies d’interactions choisis par les compositeurs

Dans notre présentation, nous allons décrire les avancées de notre projet notamment la description de l'atelier réalisé pendant le semestre d’hiver 2023 à l’attention des étudiants compositeurs à l’Université McGill et les résultats de l’expérience de perception sur la prominence à partie d'une pièce originale pour Karlax (un DMI) et ensemble créée en décembre 2022. Enfin nous présenterons succinctement la méthode que nous souhaitons adopter pour les analyses et pour les expériences sur la perception tenant compte des stratégies d’interactions choisies par les compositeurs.

Oren Gurevitch
McGill & BRAMS
CRBLM

This research project aims to explore the induction and psychophysiological correlates of the state of absorption during music perception. Little is known about how to formally conceptualize absorption, measure it, and correlate it with various neural and psychophysiological measures. In this research, we plan to explore techniques that will allow us to capture both subjective and physiological aspects of the absorption experience and understand their linkage better. Our measurements will include absorption-related trait measurements using the Tellegen Absorption Scale, absorption state measurements using the Phenomenology of Consciousness Inventory, absorption state sampling using a self-report slider indicator, personality trait measurement, physiological measures (ECG, heart rate, and respiration), EEG, and eye-related parameters (eye-position and movements, pupillary diameter and blinks). We expect to identify measurable parameters that correlate well with the onset and offset of absorption, enabling absorption to be measured objectively without requiring subjective self-reports. We anticipate that these measures will correlate with the state of absorption, and we hope to build a framework that connects absorption to other mental states and personality traits. Our research has the potential to significantly advance our understanding of the relationship between music and absorption and potentially lead to improved interventions for better mental health. Ce projet de recherche vise à explorer l'induction et les corrélats psychophysiologiques de l'état d'absorption pendant la perception de la musique. Il existe à ce jour peu de connaissances sur la conceptualisation formelle de l'absorption, sa mesure et sa corrélation avec diverses mesures neuronales et psychophysiologiques. Dans le cadre de cette recherche, nous prévoyons d'explorer des techniques qui nous permettront de saisir les aspects subjectifs et physiologiques de l'expérience d'absorption et de mieux comprendre leur lien. Nos mesures comprendront des mesures des traits liés à l'absorption à l'aide de l'échelle d'absorption de Tellegen, des mesures de l'état d'absorption à l'aide de Inventaire de la Phénoménologie de la Conscience, un échantillonnage de l'état d'absorption à l'aide d'un indicateur d'auto-évaluation, une mesure des traits de personnalité, des mesures physiologiques (ECG, fréquence cardiaque et respiration), l'EEG et des paramètres liés aux yeux (position et mouvements des yeux, diamètre pupillaire et clignements). Nous espérons identifier des paramètres mesurables qui présentent une bonne corrélation avec le début et la fin de l'absorption, ce qui permettra de mesurer l'absorption de manière objective sans avoir recours à des rapports subjectifs. Nous prévoyons que ces mesures seront en corrélation avec l'état d'absorption, et nous espérons construire un cadre qui relie l'absorption à d'autres états mentaux et traits de personnalité. Notre recherche a le potentiel de faire progresser de manière significative notre compréhension de la relation entre la musique et l'absorption et de conduire à des interventions améliorées pour une meilleure santé mentale.

Mila Bertolo
McGill University,
Integrated Program in Neuroscience
CRBLM

Since Darwin (1871), researchers have proposed that musicality evolved in a reproductive context in which males produce music to signal their mate quality. The extent to which evidence supports this contention, however, remains unclear. Related traits in many non-human animals are sexually differentiated, and while some sex differences in human auditory perception have been documented, the pattern of results is murky. Here, we study music processing ability in 360,009 men and 194,291 women from 208 countries. We find that, in contrast to other non-music human traits, and in contrast to related traits in non-human animals, there was no consistent advantage for either gender, and the observed gender differences were minuscule (Cohen’s d: 0.009-0.111). Gender differences in variance were also minimal (variance ratios between 0.965 - 1.101), and of inconsistent direction. Human music perception does not appear to be sexually dimorphic, and therefore it is unlikely to have been shaped by sexual selection. Depuis les travaux de Darwin (1871), certains chercheurs suggèrent que la musicalité a évolué dans un contexte de reproduction dans lequel les mâles produisent de la musique pour attirer leur partenaire. Toutefois, cette affirmation n’a pas encore été supportée par la science. Chez de nombreux animaux non humains, les capacités musicales sont sexuellement différenciées et, bien que certaines différences entre les sexes aient été documentées dans la perception auditive humaine, les résultats sont inconsistants. Nous étudions ici la capacité de traitement de la musique chez 360 009 hommes et 194 291 femmes issus de 208 pays. Nous avons constaté que, contrairement à d'autres caractéristiques humaines non musicales ainsi que d’autres capacité de perception chez des animaux non humains, il n'y avait pas d'avantage constant pour l'un ou l'autre sexe, et que les différences observées entre les sexes étaient minuscules (d de Cohen : 0,009-0,111). L'écart de variance entre les sexes étaient également minimes (rapports de variance compris entre 0,965 et 1,101), et de direction inconsistante. Ainsi, la perception musicale humaine ne semble pas présenter de dimorphisme sexuel et il est donc peu probable qu'elle ait été façonnée par la sélection sexuelle.



Neuroscience
Musicology || Musicologie

Claudie Gagnon (en remplacement de Chantal-Valerie Lee)
Université de Montréal
BRAMS

Verbal communication requires coordination of various skills such as language production, comprehension, and cognitive abilities. Moreover, between interlocutors, fluent communication requires rapid temporal alignment of respective turns and rhythmic coordination between conversational partners. The latter is a potentially adaptive mechanism allowing the speaker to predict the temporal structure in syllables, words or sentences in the speech of his interlocutor and to produce and adapt the rhythmic structure of their own speech accordingly. Thus, rhythmic coordination can be a major challenge for young children, who are in the very early stages of acquiring conversational skills.

This study aims to investigate the rhythmic coordination skills of 20 four-year-old children with various interlocutors. LENA technology, a child-worn recording device, will record voice interactions between participants and their interlocutors in their homes for two days. Physical activity will also be tracked using accelerometers on the arm and ankle to examine the link between physical activity and rhythmic coordination. Parents will complete questionnaires and provide a rough agenda of their child's activities during the recording. Participants will also complete tests assessing their rhythmic and linguistic abilities. The study will use semi-automated acoustic analysis to characterize the child's temporal adaptation and physical activity with different interlocutors. Recording times will be left to the discretion of the parent.

Data collection is still ongoing, thus only the data of one participant will be presented. Patterns of pause duration and speaking rate will be examined to investigate rhythmic coordination, as well as the child’s physical activity. Overall, the project will increase knowledge about children's individual differences to ensure smooth communication and the role of interlocutors in modulating rhythmic adaptation, as well as generate ideas for new programs to foster children's communication skills. La communication verbale nécessite la coordination de diverses compétences telles que la production du langage, la compréhension et les capacités cognitives. De plus, entre interlocuteurs, une communication fluide nécessite un alignement temporel rapide des tours respectifs et la coordination rythmique entre les interlocuteurs. Ce dernier est un mécanisme potentiellement adaptatif permettant au locuteur de prédire la structure temporelle en syllabes, mots ou phrases du discours de son interlocuteur et de produire et adapter en conséquence la structure rythmique de son propre discours. Ainsi, la coordination rythmique peut être un défi majeur pour les jeunes enfants, qui en sont aux tout premiers stades de l'acquisition des compétences conversationnelles.

Cette étude vise à étudier les compétences de coordination rythmique de 20 enfants de quatre ans avec divers interlocuteurs. La technologie LENA, un appareil d'enregistrement porté par les enfants, enregistrera les interactions vocales entre les participants et leurs interlocuteurs à leur domicile pendant deux jours. L'activité physique sera également suivie à l'aide d'accéléromètres au bras et à la cheville pour examiner le lien entre l'activité physique et la coordination rythmique. Les parents rempliront des questionnaires et fourniront un ordre du jour approximatif des activités de leur enfant pendant l'enregistrement. Les participants passeront également des tests évaluant leurs capacités rythmiques et linguistiques. L'étude utilisera une analyse acoustique semi-automatisée pour caractériser l'adaptation temporelle et l'activité physique de l'enfant avec différents interlocuteurs. Les heures d'enregistrement seront laissées à la discrétion du parent.

La collecte de données est toujours en cours, donc seules les données d'un participant seront présentées. Les patrons de durée de pause et de débit de parole seront examinés pour étudier la coordination rythmique, ainsi que l'activité physique de l'enfant. Dans l'ensemble, le projet augmentera les connaissances sur les différences individuelles des enfants afin d'assurer une communication fluide et le rôle des interlocuteurs dans la modulation de l'adaptation rythmique, ainsi que de générer des idées pour de nouveaux programmes pour favoriser les compétences de communication des enfants.