Boosting implicit learning with temporal regularities

par Tatiana Selchenkova

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Barbara Tillmann.

Soutenue le 29-11-2013

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) , en partenariat avec Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était Yves Rossetti.

Le jury était composé de Bénédicte Poulin-Charronnat.

Les rapporteurs étaient Katie Overy, Peter Keller.

  • Titre traduit

    Stimuler l'apprentissage implicite avec des régularités temporelles


  • Résumé

    L'apprentissage implicite est une acquisition d'information complexe sans intention d'apprendre. Le but de cette thèse est de déterminer comment des régularités temporelles peuvent influencer l'apprentissage implicite d'une grammaire artificielle basée sur des structures de hauteur des notes. Selon la théorie de l'attention dynamique (Jones, 1976), il y a une synchronisation entre des régularités temporelles des événements externes et des oscillateurs internes qui guide l'attention à travers le temps et aide à développer les attentes perceptives et temporelles. Notre hypothèse est que des structures métriques fortes pourront stimuler l'apprentissage implicite. Nous faisons l'hypothèse que le fait de présenter des hauteurs de notes avec des structures métriques fortes permet de développer des attentes temporelles par rapport à l'arrivée du prochain évènement. Ces attentes facilitent le traitement de hauteur des notes et ensuite «boostent» l'apprentissage implicite de la grammaire artificielle. Trois études ont été réalisées pendant cette thèse. L'étude 1 était une étude comportementale dans laquelle nous avons étudié l'influence d'une présentation temporelle régulière (avec une métrique forte) vs. irrégulière sur l'apprentissage implicite d'une grammaire artificielle basée sur des structures de hauteur des notes. Les résultats ont montré que la présentation temporelle influence l'apprentissage implicite et que la présentation temporelle régulière représente un avantage pour l'apprentissage implicite par rapport à la présentation temporelle irrégulière. Dans une étude électrophysiologique (L'étude 2) nous avons étudié quelle présentation temporelle de la grammaire artificielle, rythmique avec une métrique forte ou isochrone, serait plus efficace pour apprendre implicitement la grammaire des hauteurs des notes. Les résultats électrophysiologiques ont montré que les structures métriques apportent un bénéfice supplémentaire à l'apprentissage implicite. Dans l'étude 3 nous avons étudié comment des structures métriques fortes permettent d'améliorer les capacités d'apprentissage implicite chez des patients avec des lésions dans le cortex frontal inférieur qui ont été décrits comme déficitaires pour apprendre des structures artificielles. Les résultats comportementaux et électrophysiologiques ont montré que les patients atteints de lésions dans le cortex frontal inférieur sont capables d'apprendre une nouvelle grammaire artificielle malgré leurs lésions et leur déficit syntaxique. Il pourrait être utile d'exploiter cet avantage de la présentation métrique chez les patients, pour qui un déficit de l'apprentissage implicite a été montré avec des matériaux non-métriques et non musicaux


  • Résumé

    The thesis aims to investigate how temporal regularities can influence the implicit learning of artificial pitch structures. Implicit learning refers to the acquisition of structure knowledge by mere exposure. According to the Dynamic Attending Theory proposed by Jones (Jones, 1976), internal attentional oscillators synchronize with external temporal regularities, helping to guide attention over time and to develop temporal and perceptual expectations about future events. We made the hypothesis that strongly metrical structures might boost implicit learning, and in particular, that the strongly metrical presentation of pitch structures helps listeners to develop temporal expectations about the occurrence of the next event and thus benefits to the processing of the pitch dimension, leading to better learning of the artificial material. Three studies were realized during this PhD thesis. In Study 1, we used a behavioral approach to investigate how regular and irregular temporal presentations of an artificial pitch grammar influence implicit learning. The data revealed that both types of temporal presentations can influence implicit learning, but that the regular presentation leads to an advantage over the irregular presentation. In Study 2, we used behavioral and electrophysiological methods to investigate which type of regular temporal presentation of the artificial grammar, i.e. strongly metrical or isochronous, leads to better implicit learning of pitch structures. Electrophysiological results showed that the metrical framework provided an additional benefit for the pitch structure learning. In Study 3, we investigated whether the strongly metrical presentation allows patients with left inferior frontal lesions (with previously reported deficits for implicit learning) to learn the artificial pitch grammar. Behavioral and electrophysiological results showed that patients with left inferior frontal gyrus lesions acquired the new artificial grammar despite their lesions and despite previously reported deficits in implicit learning and syntax processing of natural language. It might be useful to exploit the potential benefit of the strongly metrical presentation further in patients for who impaired IL has been shown with non-musical and non-metrical materials

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