Pianos and microphones : does the type of musical training affect emotion recognition?

Abstract

Music, emotion, and language have been subjects of interest in neurosciences research due to their relationship as means of social communication. It has been widely acknowledged that the musicians’ brain may help explain this relationship for it is an adequate example of cross-domain neuroplasticity. Indeed, musical performance presupposes the activation of different sensory and motor systems associated with a facilitated response to emotional auditory information. Nonetheless, literature is scarce when defining the concept of “musical expertise”. A few studies have accounted for factors other than general musical training in auditory emotional processing, however, no study has tackled the implications of vocal musical training. Vocal musical training is considered to have different neural implications from instrumental musical training, since the instrument of a singer is contained within the body. Singers have shown to have an enhanced activation of the auditory feedback system in comparison to non-musicians and instrumentalists, hence enabling a facilitated response to the production and recognition of vocal emotional information. The following study sets to explore the underlying differences in emotional auditory processing taking into consideration the type of musical training (vocal vs instrumental). Nine singers, thirteen instrumentalists, and nine non-musicians were recruited for an emotional recognition task. Participants listened to nonverbal vocalizations and prosodic speech and had to categorize those stimuli in terms of their emotional quality (anger, disgust, fear, happiness, neutral, sadness). We found no significant differences in accuracy measures and response times between the three groups. A main effect of stimulus type (speech prosody vs. vocalizations) was found, in which emotional vocalizations were faster and more accurately recognized in comparison to speech prosody stimuli. Furthermore, an interaction effect between emotion and type of stimulus was observed. We propose that the emotional recognition’s task results were affected by the reduced number of participants recruited. It might also reflect the need to assess other possible cross-domain influencing factors. Happiness, and disgust were the most accurately recognized emotions in the nonverbal vocal emotions condition. In the prosody condition, participants exhibited higher rates of accuracy in fear, but not in vocalizations. We propose that the acoustic ambiguity of fearful vocalizations might be reduced by the inherently longer duration of prosodic stimuli. Additionally, a correlation analysis for musical ability, engagement, and emotional recognition was performed, foregrounding the importance of individual differences in cross-domain effects of music.

A relação entre música, linguagem e emoções tem sido tema de debate na comunidade científica, nomeadamente devido às similaridades que estes conceitos apresentam como meios de comunicação social. De facto, muitos descrevem a música como “a língua das emoções” e, como tal, a investigação em neurociências tem estudado esta proposta recorrendo à população mais fluente neste “idioma”, os músicos. Devido à sua complexidade inerente, o treino musical tem sido associado à ativação de redes neuronais relativas a funções motoras, cognitivas e sensoriais. Por exemplo, estudos realizados com o recurso a ressonância magnética (fMRI) revelam que músicos apresentam uma ativação mais acentuada em regiões de processamento sensorial, assim como uma maior densidade de substância cinzenta nestas estruturas. Do mesmo modo, estudos eletrofisiológicos reportam que a prática musical está associada a benefícios na acuidade visual, controlo motor, processamento de informação auditiva, e processamento acústico de estímulos emocionais complexos (e.g., prosódia emocional e vocalizações). De facto, a relação entre o treino musical e a eficiência da resposta subcortical a estímulos emocionais tem sido frequentemente replicada. Por este motivo, o cérebro musical é considerado um dos principais exemplos de neuroplasticidade interdomínios. Recentemente, alguns investigadores têm salientado a relevância de outros fatores influentes no reconhecimento emocional auditivo para além do treino musical. Por exemplo, há evidências que indicam que capacidades preceptivas acústicas individuais (e.g., deteção de frequência) e relação do indivíduo com a música no quotidiano são fatores que influenciam a capacidade de discriminação emocional. Assim, verificou-se que não-músicos com boas capacidades percetivas apresentaram resultados semelhantes aos músicos em tarefas de discriminação emocional auditiva. De acordo com esta ideia, propomos que fatores como o tipo de treino musical deveriam ser abordados como potenciais fontes de diferenciação no processamento emocional auditivo, com especial foco no treino musical vocal. O treino musical da voz tem diferentes implicações neuronais do treino musical instrumental, dado que o “instrumento” do cantor está contido no seu corpo. Assim, cantores distinguem-se de outros músicos devido à ativação de sistemas motores específicos durante a performance musical. De facto, ativação motora no aparelho vocal evoca recetores somatosensoriais que participam nos mecanismos de feedback envolvidos na manutenção de notas, produção de vocalizações e reprodução de tons emocionais. Consequentemente, há evidências de que cantores demonstram uma resposta mais controlada deste mecanismo quando comparados com controlos e outro tipo de músicos. Assim, o presente estudo visa explorar as diferenças no processamento auditivo emocional considerando as especificidades de diferentes tipos de treino musical (vocal vs. instrumental). Nove cantores, treze instrumentalistas e nove participantes sem treino musical foram recrutados para a realização de duas tarefas de escolha forçada. Na primeira, foi pedido aos participantes que escutassem com atenção expressões de emoção vocalizadas e que selecionassem a resposta correta de seis possibilidades (raiva, medo, repugna, felicidade, neutro e tristeza). A segunda tarefa seguiu uma estrutura semelhante, no entanto, ao invés de vocalizações, os participantes foram expostos a frases com conteúdo semântico neutro transmitido com propriedades prosódicas emocionais (discurso prosódico). Adicionalmente, os participantes preencheram um questionário relativo ao seu relacionamento com a música (Gold-MSI) e realizaram testes de habilidade percetiva de sons, nomeadamente tarefas de discriminação de frequências sonoras, e perceção de tempo e duração. Ao contrário do que era esperado, não foram obtidas diferenças significativas para as medidas de acuidade e tempo de respostas, entre os grupos. Propomos que a reduzida amostra e consequente reduzido poder estatístico possam ter influenciado os nossos resultados. Do mesmo modo, concluímos que estes resultados podem ser reflexivos da necessidade de explorar diferenças individuais na discriminação emocional auditiva (e.g., capacidades cognitivas, traços de personalidade, idade, entre outros). Um efeito principal de tipo de estímulo (prosódia vs. vocalizações) foi observado, demonstrando que os participantes foram mais rápidos e mais precisos na discriminação de emoções para a condição das vocalizações em relação à condição da prosódia. Conforme estudos prévios, este efeito era esperado dada a complexidade neuronal do processamento semântico de frases. Ademais, um efeito de interação foi observado entre categoria emocional e tipo de estímulo, onde emoções foram diferentemente reconhecidas mediante o tipo de transmissão. Salientamos quatro emoções: felicidade, tristeza, medo e repugna. Participantes apresentaram melhores resultados de acuidade na felicidade, tristeza e repugna quando estas eram expressas através de vocalizações. Como era expectável, na condição prosódica, a repugna foi a categoria emocional com menos acuidade de reconhecimento, assim replicando estudos anteriores. É importante salientar que, ao contrário do esperado o medo foi a emoção com menor reconhecimento na condição das vocalizações. No entanto, o mesmo não se verificou na condição do discurso prosódico, onde demonstrou ser a emoção com maior acuidade discriminatória. Propomos que a ambiguidade acústica evidenciada na expressão do medo vocalizado possa ser reduzida devido à inerente duração das frases prosódicas. Assim, exposição a demonstrações mais longas de medo na voz auxiliam a sua discriminação em relação a outras emoções com perfil acústico semelhante. Adicionalmente, foi realizada uma análise correlacional entre as medidas descritivas individuais da amostra (sub-escalas do Gold-MSI e tarefas psicoacústicas) e acuidade no reconhecimento emocional. Associações entre as sub-escalas de habilidades de canto e envolvimento emocional com a música foram observadas, assim como com as tarefas acústicas percetuais(nomeadamente a deteção de frequência e discriminação de duração). Tendo em consideração estes resultados, salienta-se a importância de explorar fatores individuais, para além do treino musical, no processamento auditivo de emoções. Apesar dos resultados, propomos que o cérebro de um cantor é um ótimo exemplo de neuroplasticidade induzida através da música, assim evidenciando especificidades neuronais em relação a outros tipos de treino musical. Por este motivo, encorajamos estudos futuros a explorar estas características neuronais devido ao seu potencial no auxílio do entendimento do processamento emocional auditivo.