Can musical training boost emotional processing skills? : an electrophysiological study

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martins, Inês Filipa Estradas, 1996-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/45944
Resumo: Tese de mestrado, Neurociências, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2020
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spelling Can musical training boost emotional processing skills? : an electrophysiological studyPotenciais evocadosProcessamento emocional auditivoTreino musicalNeuroplasticidadeNeurociênciasTeses de mestrado - 2020Domínio/Área Científica::Ciências MédicasTese de mestrado, Neurociências, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2020Musical training, either vocal or instrumental, demands the integration of different sensory, motor, and cognitive abilities at the same time. The involvement of specific brain structures and functions during musicians’ extensive sensorimotor training over long time periods has been a focus of interest in Neuroscience research. Evidence for experience-driven neuroplasticity due to musical practice has been documented, namely enhanced auditory perception skills in musicians compared to non-musicians. Furthermore, the beneficial effects of musical training generalize into non-musical skills, such as emotion recognition (cross-domain effect). Nevertheless, vocal and instrumental training effects in auditory emotional processing have not been directly compared, even though singers experience a different training because their instrument is contained within their body. Moreover, previous studies did not account for potential differences of the musical training effect as a function of sound category, i.e., if musical training similarly influences the processing of vocally expressed emotions vs. musically expressed emotions. This study examined the effects of vocal and instrumental musical training in the temporal course of the neurocognitive mechanisms underlying implicit processing of emotional meaning, examining event-related potentials (ERPs) of the electroencephalogram (EEG). In particular, we investigated differences between affective vocal and musical sounds in the amplitude of ERP components associated with early (N1, P2) and late stages (late positivity potential – LPP) of auditory processing. Nineteen singers, seventeen instrumentalists and twenty-two control subjects listened to human nonverbal vocalizations and musical bursts with happy, sad and neutral valence, as well as to monkey voices and tambourine sounds which served as a response target. The N1, P2, and LPP were analyzed. On the one hand, between-groups differences were found regarding the P2, with vocalizations eliciting a more positive amplitude than musical sounds in non-musicians only. In the case of instrumentalists and singers, no differences in the P2 amplitude elicited by vocalizations compared to musical sounds were observed. On the other hand, type of stimulus effects, independent of musical training, were observed at the three processing stages with vocalizations eliciting a reduced N1 and enhanced P2 and LPP amplitudes. Together, these findings suggest that musical training modulates the emotional salience detection stage of the auditory emotional processing. Specifically, it seems that for musically trained individuals, musical sounds may be as salient as vocal sounds. Additionally, the current results provide evidence for differentiation of sound categories in early and late stages of auditory processing. The current findings corroborate the activation of neuroplasticity mechanisms underlying musical training, reflected in a boosting effect of auditory skills, namely in emotion processing. Thus, there is evidence for a cross-domain effect (from music to emotion).O treino musical tem sido considerado um exemplo de neuroplasticidade pelo facto de constituir uma tarefa de alta complexidade, que envolve a interação entre funções sensoriais, motoras e cognitivas. Especificamente, a prática de um instrumento envolve (1) a perceção e processamento do estímulo auditivo produzido pelo instrumento, (2) a perceção e processamento visual devido à leitura das pautas de música, (3) o controlo motor necessário para manusear o instrumento musical/ aparelho vocal de forma precisa, e (4) a memória – tanto a nível da sequência dos movimentos efetuados numa determinada atuação, como a nível da informação musical (sequência de notas, acordes, ritmo, métrica). Por essa razão, os músicos têm sido um foco de interesse na investigação em Neurociências. Estudos de ressonância magnética funcional (fMRI) têm reportado maior densidade de substância cinzenta em regiões visuais, auditivas e motoras em músicos quando comparados com não-músicos. Ao mesmo tempo, funções cerebrais como a perceção auditiva são fortalecidas pela prática estruturada e disciplinada da música, manifestando-se depois no desempenho de tarefas não-musicais. O aumento da capacidade de perceção auditiva foi observado em músicos (vs. não-músicos) a nível do processamento do som, em geral, e de estímulos vocais e da fala em particular. Por exemplo, quando comparados com indivíduos sem treino musical, há evidência eletrofisiológica que indica que em músicos ocorre uma deteção mais rápida de padrões sonoros, há um aumento da velocidade de respostas subcorticais a sílabas e um aumento da magnitude de resposta a alterações de frequência fundamental, tempo e timbre em vocalizações humanas. Para além disso, os efeitos do treino musical também se parecem estender ao processamento de propriedades afetivas dos estímulos sonoros. Tome-se por exemplo a maior eficiência subcortical observada durante o processamento do som do choro de um bebé: em músicos, as respostas do tronco cerebral durante a porção mais complexa do som foram de maior intensidade relativamente à porção mais periódica do som, padrão que não foi observado nos não-músicos. A nível comportamental, músicos demonstram maior acurácia no reconhecimento de emoções expressas através da prosódia, assim como no reconhecimento de emoções expressas verbalmente em contexto de ruído. Deste modo, a evidência parece indicar que o treino musical potencia as capacidades de perceção auditiva e que estas se transferem do domínio musical para o domínio linguístico e emocional (cross-domain effect). A emoção é uma propriedade bastante relevante no processamento auditivo de vozes porque transmite informação sobre o estado emocional do locutor. Estudos com potenciais evocados relacionados a eventos (event-related potentials – ERP) mostram que as vocalizações com conteúdo emocional são processadas mais rapidamente do que vocalizações neutras e recrutam mais recursos atencionais e cognitivos. Estes estudos, juntamente com estudos de ressonância magnética funcional, contribuíram para a conceção do modelo do processamento de vocalizações proposto por Schirmer e Kotz (2006). Este modelo sugere um processamento da informação vocal em três diferentes fases: (1) processamento sensorial, tendo por base a análise sensorial das propriedades acústicas da voz, (2) integração, envolvendo a extração da saliência emocional, e (3) cognição, em que processos cognitivos de avaliação do estímulo sonoro tomam lugar. Este modelo foi atualizado por Frühholz, Trost e Kotz (2016) que o estendeu para o processamento de emoção noutros tipos de sons, incluindo sons musicais. As três fases diferenciadas neste modelo são indexadas por componentes eletrofisiológicos, nomeadamente o N1, que ocorre cerca de 100 ms após a apresentação do estímulo auditivo, o P2, que ocorre cerca de 200 ms após o início do som, e o potencial tardio (late positive potential – LPP), que ocorre numa janela temporal entre 500 e 900 ms após o início do som. Estudos anteriores mostraram que a expertise musical modula as respostas dos componentes correspondentes às três fases do modelo do processamento emocional auditivo. Contudo, as diferenças entre o treino musical vocal e o treino musical instrumental não tinham sido ainda abordadas no âmbito dos seus efeitos no processamento auditivo. Ademais, nos estudos anteriores não foram analisadas potenciais diferenças do efeito do treino musical em função da categoria do som, ou seja, se o treino musical afetaria da mesma forma o processamento de emoções veiculadas através de sons vocais vs. através de sons musicais. A verdade é que os cantores se distinguem dos restantes grupos de músicos pelo facto de conterem o seu instrumento (a voz) incorporado no corpo, o que implica a ativação de um mecanismo motor diferente. O controlo motor do aparelho vocal conta com a participação de recetores somatosensoriais que participam nos mecanismos de feedback envolvidos na manutenção da voz. Consequentemente, há evidência de que os cantores dependam mais do feedback somatosensorial do que os instrumentalistas. O presente estudo teve como objetivo analisar os efeitos do treino musical vocal e instrumental no curso temporal dos mecanismos neurocognitivos subjacentes ao processamento implícito de emoções, através da análise de ERPs, com o uso da eletroencefalografia (EEG). Em particular, analisámos diferenças entre sons vocais e musicais afetivos na amplitude dos componentes de ERP associados a fases iniciais (N1, P2) e fases tardias (LPP) do processamento auditivo. Desta forma, o estudo atual permitiu comparar diretamente, pela primeira vez, os efeitos do treino musical vocal com os efeitos do treino musical instrumental no processamento auditivo de emoções, bem como analisar a relevância do tipo de estímulo (vocal ou musical). Foi ainda realizada uma tarefa comportamental com o objetivo de obter avaliações subjetivas de cada participante aos sons ouvidos durante a tarefa de EEG. As propriedades afetivas avaliadas foram a valência – quão negativo ou positivo um som é percecionado, a ativação – quão calmo ou ativo o som faz o sujeito sentir – e a categoria emocional – categorização do som enquanto alegre, triste ou neutro. Os cantores e instrumentalistas que participaram tinham pelo menos seis anos de treino musical e treino regular do instrumento. Dezanove cantores, dezassete instrumentalistas e vinte e dois controlos ouviram vocalizações humanas não-verbais e excertos musicais expressando alegria, tristeza e tom neutro durante o registo de um eletroencefalograma. Vocalizações de primatas e sons de pandeireta serviram de sons alvo, direcionando a atenção dos participantes para esses sons durante a tarefa de EEG. Os resultados revelaram diferenças entre grupos ao nível da P2. Foi observada uma amplitude mais positiva desse componente para vocalizações em comparação com sons musicais, apenas nos participantes controlo. Por sua vez, os dois grupos de sujeitos com treino musical (instrumentalistas e cantores) não apresentaram diferenças na amplitude de P2 gerada por sons musicais em comparação com vocalizações humanas. Além disso, foram encontradas diferentes respostas dos potenciais evocados em resposta a sons musicais comparativamente a sons vocais: as vocalizações estiveram associadas a uma amplitude mais reduzida de N1 e a amplitudes mais positivas de P2 e de LPP. A nível comportamental, foram ainda encontradas diferenças entre grupos na atribuição de classificações de valência: os cantores atribuíram valores mais positivos aos sons musicais em comparação com os participantes controlo. Em conjunto, estes resultados sugerem que o treino musical tem influência na fase de extração de saliência emocional do processamento auditivo emocional. Especificamente, há evidência de que os sons musicais podem ser tão salientes quanto as vozes humanas. Para além disso, as diferenças encontradas em função do tipo de estímulo apontam para a ocorrência de uma diferenciação da categoria do som em fases inicias e tardias do processamento auditivo. Deste modo, estes resultados corroboram a ativação dos mecanismos de neuroplasticidade funcional subjacentes ao treino musical, que se refletem no aumento das habilidades de perceção auditiva em músicos, nomeadamente no processamento de emoções. Assim, constituem evidência de um cross-domain effect.Pinheiro, Ana Patrícia TeixeiraPetiz, Maria Isabel Segurado Pavão Martins CatarinoRepositório da Universidade de LisboaMartins, Inês Filipa Estradas, 1996-2022-07-02T00:30:25Z2020-07-022020-07-02T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/45944TID:202504743enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:48:02Zoai:repositorio.ul.pt:10451/45944Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:58:16.974581Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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