Zatorre : la musique, le cerveau et le plaisir de bouger

Robert Zatorre occupe une position singulière dans le paysage scientifique mondial. Neuroscientifique cognitif à l’Institut neurologique de Montréal (Université McGill, Canada), il est l’un des artisans principaux d’une discipline qu’il a lui-même contribué à bâtir : la neuroscience cognitive auditive, ou la façon dont le cerveau traite l’information sonore, en particulier la musique. Depuis plus de quarante ans, ses travaux apportent des réponses rigoureuses à une question aussi ancienne que l’humanité : pourquoi la musique nous touche-t-elle, nous fait-elle bouger, et nous procure-t-elle du plaisir ?

Un chercheur, entre musique et sciences cognitives

Robert Zatorre est né et a grandi à Buenos Aires, en Argentine. Sa formation initiale est double : il étudie simultanément la musique et la psychologie à l’Université de Boston. Ce double ancrage — pratique artistique et curiosité scientifique — déterminera toute sa trajectoire. Pour sa thèse de doctorat, il rejoint l’Université Brown (Providence, États-Unis), où il travaille avec Peter Eimas, pionnier de la psychologie du développement langagier. En 1981, il obtient son doctorat en psychologie expérimentale avec un travail portant sur la cognition musicale, alors domaine encore marginal dans la communauté scientifique.

Sa formation postdoctorale l’amène à Montréal, dans le laboratoire de Brenda Milner, neuropsychologue cognitive de référence mondiale. Cette collaboration à l’Institut neurologique de Montréal s’avère déterminante : Zatorre y accède aux techniques d’imagerie cérébrale naissantes et intègre les méthodes de la neuropsychologie clinique. Il obtient un poste de neuropsychologue en 1983, est nommé professeur associé en 1989, puis professeur titulaire en 2005. En 2020, il reçoit une Chaire de recherche du Canada.

En 2006, il cofonde le BRAMS — Laboratoire international de recherche sur le cerveau, la musique et le son (Université McGill et Université de Montréal), consortium multi-universitaire qui reste aujourd’hui l’un des centres de neurosciences musicales les plus productifs au monde. Musicien lui-même — il joue de l’orgue baroque —, Zatorre illustre ce qu’il appelle volontiers la « double vie » du chercheur en neurosciences musicales.

Apports scientifiques : du cortex auditif au système de récompense

La spécialisation hémisphérique : quand le cerveau divise les tâches

L’un des premiers apports majeurs de Zatorre concerne la latéralisation cérébrale du traitement auditif. En 1992, grâce aux techniques d’imagerie par émission de positons (TEP) — alors en plein essor —, il montre que l’hémisphère gauche traite préférentiellement la parole (ses modulations temporelles rapides, notamment les phonèmes), tandis que l’hémisphère droit est davantage impliqué dans le traitement de la hauteur sonore et des structures mélodiques, propres à la musique (Zatorre, 1992). Cette asymétrie fonctionnelle sera confirmée et précisée en 2020 par une étude publiée dans Science, co-réalisée avec Philippe Albouy : le cortex auditif gauche suit les modulations temporelles rapides de la parole, tandis que le cortex droit analyse les fréquences sonores avec une précision plus fine, ce qui correspond aux structures tonales de la musique (Albouy et al., 2020).

Il convient de souligner que cette spécialisation est relative et non absolue. Les modèles actuels décrivent des asymétries de degré, non une dichotomie stricte : la répartition des fonctions entre hémisphères dépend du type de tâche, du contexte d’écoute et du niveau d’expertise musicale. Le cerveau fonctionne comme un réseau distribué plutôt que comme deux blocs séparés, et les deux hémisphères collaborent en permanence dans le traitement de la musique comme de la parole.

Cette asymétrie relative n’est pas anodine : elle suggère que les deux grandes formes de communication humaine sonore — langage et musique — mobilisent des circuits neuronaux distincts mais interconnectés, ce qui a des implications directes pour la rééducation orthophonique et les interventions par la musique.

Le plaisir musical a une neurochimie : dopamine, anticipation et récompense

Un tournant majeur dans les neurosciences musicales survient en 2001, lorsque Anne Blood et Robert Zatorre publient dans les Proceedings of the National Academy of Sciences une étude devenue classique. En utilisant la tomographie par émission de positons, ils mesurent les variations du flux sanguin cérébral chez des participants exposés à des musiques qu’ils avaient eux-mêmes choisies pour les frissons (chills) qu’elles leur procuraient. Les résultats sont frappants : à mesure que l’intensité des frissons augmentait, l’activité cérébrale s’accroissait dans des régions associées à la récompense, à la motivation et aux émotions — notamment le striatum ventral, le mésencéphale, l’amygdale, le cortex orbitofrontal et le cortex préfrontal ventromédian (Blood & Zatorre, 2001). Ces structures sont exactement celles que le cerveau recrute face à d’autres stimuli euphorisants tels que la nourriture ou certaines substances psychoactives.

Cette observation mène à la question : la musique libère-t-elle réellement de la dopamine ? La réponse arrive dix ans plus tard. En 2011, Valorie Salimpoor et ses collègues, sous la direction de Zatorre, publient dans Nature Neuroscience une démonstration directe : à l’aide d’un traceur spécifique de la dopamine, ils mettent en évidence une libération endogène de dopamine dans le striatum au moment précis des réponses émotionnelles les plus intenses à la musique (Salimpoor et al., 2011). Il est important de préciser que la dopamine n’est pas un simple « neurotransmetteur du plaisir » : elle joue un rôle central dans les mécanismes de prédiction, de motivation et d’anticipation de la récompense, en plus de contribuer à l’expérience subjective de plaisir. Son rôle est davantage celui d’un signal de valeur attendue que d’un marqueur direct de jouissance.

L’étude révèle par ailleurs une dissociation anatomique : le noyau caudé s’active préférentiellement lors de l’anticipation d’un passage musical attendu, tandis que le noyau accumbens répond lors de l’expérience elle-même — un mécanisme qui rappelle la séquence vouloir/liking décrite dans la neurobiologie de la récompense. Ces résultats, bien que reposant en partie sur des méthodes corrélationnelles, restent parmi les plus solides disponibles grâce à la spécificité neurochimique de l’imagerie moléculaire utilisée. En 2013, une étude complémentaire montre que la connectivité fonctionnelle entre le noyau accumbens et le cortex auditif prédit la valeur récompensante d’un morceau de musique pour chaque individu (Salimpoor et al., 2013).

Le couplage auditivo-moteur : pourquoi la musique donne envie de bouger

Le troisième grand pilier des travaux de Zatorre concerne l’interaction entre les systèmes auditif et moteur. En 2007, avec Joyce Chen et Virginia Penhune, il publie dans Nature Reviews Neuroscience une synthèse fondatrice qui reconfigure la façon dont on comprend la perception musicale (Zatorre, Chen & Penhune, 2007). Le modèle qu’ils proposent distingue deux voies de traitement auditif : la voie ventrale, dédiée à la reconnaissance des sons, et la voie dorsale, qui projette vers les cortex pariétal et prémoteur et qui est particulièrement impliquée dans les actions guidées par le son. Le cortex prémoteur dorsal joue un rôle clé dans l’intégration des informations temporelles et motrices, permettant de synchroniser les actions à un tempo musical.

Les études d’imagerie confirmant ce modèle montrent que l’écoute de rythmes musicaux recrute les aires motrices du cerveau — aire motrice supplémentaire, cortex prémoteur, cervelet — même en l’absence de mouvement visible, sous la forme d’une activation fonctionnelle correspondant à une préparation motrice implicite (Chen, Penhune & Zatorre, 2008). Ce réseau ne se limite pas au cortex : les ganglions de la base — notamment le putamen — et le cervelet contribuent également à ce couplage, assurant le traitement des séquences temporelles et la prédiction des régularités rythmiques. Autrement dit, le simple fait d’entendre un rythme active une préparation motrice silencieuse au sein d’un réseau cérébral distribué. Ce couplage auditivo-moteur constitue selon Zatorre le fondement neural de la tendance humaine universelle à se mouvoir en musique.

Réception dans la communauté scientifique

Les travaux de Zatorre ont été accueillis avec un intérêt croissant, à mesure que les neurosciences musicales gagnaient en légitimité académique. La démonstration de la libération de dopamine lors de l’écoute musicale (Salimpoor et al., 2011) a représenté un moment charnière : pour la première fois, une preuve neurochimique directe — et non une simple corrélation d’imagerie fonctionnelle — établissait le statut de la musique comme stimulus susceptible d’engager le système dopaminergique. Pour autant, le débat sur la causalité demeure ouvert : les données restent en partie corrélationnelles, même avec les outils d’imagerie moléculaire, et il n’est pas encore établi de manière définitive si la dopamine cause le plaisir musical ou si elle en est davantage la conséquence (Mas-Herrero et al., 2018). Par ailleurs, les questions relatives à l’universalité des réponses émotionnelles à la musique — notamment leur variabilité interculturelle — ouvrent des chantiers encore actifs.

Malgré ces zones d’incertitude, la communauté scientifique reconnaît l’apport structurant de Zatorre. Il est élu à la Société royale du Canada en 2017, reçoit le Prix Heineken en sciences cognitives des Pays-Bas en 2020 — l’une des distinctions internationales les plus prestigieuses en sciences humaines et cognitives — et se voit décerner le Grand Prix Scientifique de la Fondation Pour l’Audition en 2021. Son ouvrage de synthèse From Perception to Pleasure (Zatorre, 2024), publié à Oxford University Press, propose une théorie unifiée articulant perception sonore, attente et plaisir, à destination d’un public aussi bien scientifique que cultivé.

Liens avec la méthode Brain Ball^®

La méthode Brain Ball^® — qui combine jonglage de rebond, rythme et musique pour stimuler les fonctions sensorimotrices et cognitives — s’inscrit directement dans le cadre théorique que Zatorre a contribué à construire.

Le couplage auditivo-moteur en situation de pratique

Dans une séance Brain Ball^®, la balle rebondit au tempo d’une musique ou d’un métronome imposé de l’extérieur. Le participant reçoit un signal rythmique externe et produit simultanément un signal sensorimoteur — le rebond — en se calant sur ce tempo. Ce double régime, réception et production, constitue une configuration particulièrement efficace pour solliciter le cortex prémoteur dorsal et l’aire motrice supplémentaire, ainsi que les ganglions de la base impliqués dans le traitement des séquences rythmiques. La voie dorsale de traitement auditif — celle qui connecte l’information rythmique aux représentations motrices — est sollicitée en continu. La pratique du Brain Ball^® constitue donc une forme d’entraînement naturel du couplage auditivo-moteur, tel que Zatorre et ses collègues l’ont décrit (Zatorre, Chen & Penhune, 2007).

La musique comme vecteur de motivation et d’engagement

Les travaux de Salimpoor et Zatorre (2011, 2013) permettent de comprendre pourquoi la dimension musicale de la pratique Brain Ball^® n’est pas accessoire. En engageant le système dopaminergique — impliqué dans la prédiction, la motivation et l’anticipation de la récompense —, la musique crée un contexte neurochimique favorable à l’apprentissage, à la persévérance et à l’engagement. Le mécanisme d’anticipation-résolution que Zatorre décrit — le cerveau attend le prochain temps fort et traite sa confirmation comme un signal de valeur positif — est reproduit à chaque cycle de rebond synchronisé avec la pulsation musicale. Cette boucle prédictive soutient l’attention et rend la tâche intrinsèquement motivante, ce qui est particulièrement précieux dans des contextes thérapeutiques ou éducatifs.

La plasticité auditive et motrice

Les recherches de Zatorre sur la neuroplasticité ont été conduites principalement chez des musiciens en formation intensive, et il convient de ne pas extrapoler directement leurs résultats à l’ensemble des pratiques rythmiques grand public. Ces données suggèrent néanmoins que ce type de pratique — entraînement régulier de la synchronisation auditivo-motrice dans un contexte musical structuré — pourrait induire des adaptations cérébrales durables, au-delà des bénéfices comportementaux immédiats. C’est un argument qui mérite d’être suivi de près pour les animateurs Brain Ball^® travaillant dans des contextes de rééducation sensorimotrice ou de prévention.