Introduction

Bonjour et bienvenue sur le site de Johanna, Viviane et Anna ! 
Sur ce site nous allons réaliser notre TPE sur les effets de la musique.

Tout d'abord, nous allons définir la musique.

La musique est un ensemble de sons qui ont étés assemblés par l'homme afin de créer une mélodie, les sons étant eux-même un ensemble d'ondes sonores.

Les ondes sonores

Une onde sonore est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. Une onde transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde acoustique est une perturbation mécanique qui se propage dans un milieu matériel.

propagation des ondes sonores dans l'air

L'être humain peut entendre des sons dont les fréquences s'étalent de 20Hz à 20kHz environ.

○ Un infrason est une onde acoustique de fréquence inférieure à 20 Hz.

○ Un ultrason est une onde acoustique de fréquence supérieure à 20 kHz.

                                            

  

Un son musical, périodique, est l'addition de plusieurs sons mono-fréquentiels, les harmonies. La musique consiste a jouer différentes notes, soit séquentiellement afin d'obtenir une mélodie ou alors simultanément pour obtenir un accord qui est un fondement de l'harmonie.

Nous pouvons alors nous demander si la musique a une influence sur la biologie des êtres-vivants.

Nous allons alors répondre à cette problématique en trois parties; tout d'abord nous allons chercher les effets sur les êtres humains, puis sur les animaux et enfin sur les plantes.

I- Les effets sur les plantes

Nous allons maintenant étudier les effets des différentes musiques sur les plantes. Il y a différentes techniques qui ont permis d'obtenir de nombreux résultats. Nous allons d'abords détaillé celle d'un physicien nommé Joël Sternheimer ( pour cela nous allons rappelé le phénomène de synthèse d'une protéine) et enfin nous allons étudier la technique Sonic Bloom.

1) La technique SRP à partir de la théorie

de Joël Sternheimer  

C'est le physicien Joël Sternheimer qui est à l'origine de la technique SRP car il a découvert les ondes émises par chaque acide aminé.

Avec la technique SRP on cherche à créer des protéodies.

Avec la protéodie on s'intéresse au moment ou l’acide aminé se fixe au ribosome. Lorsqu’il se fixe, sa stabilisation provoque au niveau de la fixation, un comportement ondulatoire. C’est à ce moment que Joël Sternheimer à réaliser ses recherches. Il traduit en effet ce comportement ondulatoire en une « onde d’échelle » qui a par la suite été transformée par Sternheimer en une fréquence audible par l’homme. De plus chaque acide aminé, lorsqu’il s’accroche au ribosome, émet un mouvement ondulatoire différent, donc une onde d’échelle différente et donc un son différent. Joël Sternheimer  a donc créé un code universel de notes dont chacune correspond à un des 20 acides aminés.

 

 On sait qu'il existe 20 acides aminés dont chacun émet un mouvement ondulatoire différent soit une note spécifique pour chaque acide.

Il suffit donc de trouver la chaîne protéique de la protéine que l'on veux stimuler ou inhiber, on « traduit » les acides aminés afin d'obtenir une protéodie .

La technique SRP permet d'agir très spécifiquement sur la biosynthèse des protéines. Ainsi on peut agir :

- contre les maladies des plantes

- pour augmenter les molécules de résistances naturelles des plantes.

- en augmentant les matières actives des plantes

- pour augmenter le taux de sucre ou le goût de 5 à 50 % (par exemple sur les fruits, fraises, tomates...)

Mais il y a des risques avec cette méthode. En effet après la diffusion de protéodie dans la nature il peut y avoir des mutations génétiques ou des changements héréditaires d'organismes vivants, insectes, mammifères, plantes... Par exemple si une araignée entend des protéodies qui développe sa croissance, elle doublerait en taille et serais capable de mordre l'homme dangereusement. De plus certaine protéodie peuvent également avoir des effets indésirables sur les humains. 

2) La synthèse d'une protéine pour la

technique de Joël Sternheimer

On a vu précédement que pour la technique SRP on s'intéresse au moment ou l’acide aminé se fixe au ribosome lors de la synthèse d'une protéine. Nous allons donc détaillé le principe de la synthèse d'une protéine

La synthèse d'une préotine est constituée de trois phases : la transcription, la maturation de l'ARN et enfin la traduction.

• De L'ADN à l'ARN pré-messager : la transcription

Il existe une molécule intermédiaire entre le gène situé dans le noyau et la protéine fabriquée dans le cytoplasme : l'ARN pré-messager. L'ARN (Acide RiboNucléique) est une molécule composée d'un seul brin. Ce brin est une séquence de nucléotides (à Adénine, à cytosine, à Guanine, à Uracil) et porte l'information nécessaire à la synthèse de la protéine.Chez les eucaryotes, une molécule d'ARN pré-messager est fabriqué dans le noyau par le processus de transcription de l'ADN grâce à l'enzyme ARN polymérase et de l'énergie. Cette synthèse se réalise grâce au principe de complémentarité des bases entre le brin transcrit de l'ADN correspondant à un gène précis de l'ARN pré-messager.

 

• La maturation des ARN pré-messager

Il existe un processus de maturation de l'ARN dans le noyau. L'épissage va ainsi permettre de supprimer des tronçons de l'ARN pré-messager (introns), les parties conservées sont les exons. L'ARN devient alors messager et est exporté vers le cytoplasme par les pores nucléaires. Il permet la synthèse de la protéine, c'est une molécule intermédiaire, une copie conforme de l'information source portée par l'ADN.

 

• De l'ARN messager à la protéine : la traduction

L'ARN messager est traduit en protéine dans le cytoplasme. Il s'agit d'une lecture par triplet de nucléotides. On appel code génétique le système de correspondance associant chaque triplet d'ARN à l'acide aminé de la protéine. Le codon initiateur est toujours AUG et la fin de la traduction est permise grâce à la présence d'un codon STOP. Les ribosomes, ateliers de synthèse des chaînes peptidiques, sont des organites cellulaires qui lisent l'ARN messager en codons. L'acide aminé correspondant au codon vient se lier aux acides aminés précédents. A la fin de cette traduction la protéine est créée et c'est durant cette traduction que les acides aminées émettent des ondes.

   

3) La technique Sonic Bloom

Cette technique consiste à diffuser des fréquences sonores particulières proches de celles des oiseaux.Ces fréquences permettent de stimuler la végétation en activant les cellules par des effets de résonances ce qui augment la croissance des plantes.

Ces fréquences permettent en effet l'accélération de la cyclose. Elles permettent également la stimulation de l'ouverture des pores sur le feuillage des plantes, plus précisement les stomates.

Le traitement Sonic Bloom consiste une diffusion de minimum deux heures toutes les semaines mais certains décident d'exposer les plantes tous les jours aux fréquences afin d'augmenter les effets de la musique.

Cette technique peut augmenter les récoltes de plus de 30 à 50%. Dans certains cas on peut même doubler à tripler la récolte et la vitesse de croissance. Tout en augmentant la matière sèche et la concentration en matières actives des fruits, légumes ou grains.

La technique Sonic Bloom est moins dangereuse que la technique SRP car elle ne peut pas entrainer une modification d'une protéine dans la nature mais elle est également moins fiable scientifiquement.

II- Les effets sur les humains

1. L’oreille humaine

L'oreille se situe latéralement de chaque côté du crâne enchâssé dans l'os temporal (os très solide qui va protéger cette organe sensoriel double puisque l'oreille a deux fonctions : l'audition évidemment mais aussi l'équilibre). Nous verrons dans cette partie le mécanisme ainsi que l'anatomie de cet organe relativement complexe qu'est l'oreille.

L’oreille est divisée en 3 parties: Oreilles externe, moyenne et interne. L’oreille externe comprend l’auricule ( ou pavillon ) et le conduit auditif. Elle conduit les sons ( ondes sonores ) vers l’oreille moyenne, constituée du tympan et des trois osselets, qui transforme les ondes sonores en ondes mécaniques. Quant à l’oreille interne, elle assure la conversion des ondes mécaniques en stimulations électriques ( influx nerveux ) au sein de la cochlée, remplie de liquide. La cavité de l’oreille moyenne est reliée au pharynx par la trompe d’Eustache.

1-1PERCEPTION DES ONDES SONORES

Le fonctionnement de l’oreille est semblable à un convertisseur d’énergie, qui transforme les ondes sonores en signaux nerveux électrochimiques. Les ondes sonores (généralement constituée d’une association complexe de diverses fréquences) font vibrer le tympan. Ces vibrations sont ensuite transmises aux osselets, qui agissent comme des pistons sur la fenêtre ovale. Les déplacements de cette dernière compriment la péri-lymphe, remplissant ainsi la cochlée. Celle-ci transmet son énergie vibratoire à l’organe de Corti (en forme de tube spiralé) situé en son centre. Comme tous les nerfs crâniens le nerf vestibulo-cochléaire est issu du tronc cérébral.Il est issu des macules et crêtes ampullaires de l'oreille interne, au sortir de laquelle il est rejoint par le nerf cochléaire, avant de s'échapper de l'endocrâne par le méat acoustique interne. Le nerf auditif est ainsi constitué de fibres reliant le vestibule et d'autres, reliées aux cellules ciliées internes de la cochlée.

1-2-TIMBRE ET HARMONIE D'UN SON

Une note de hauteur donnée, par exemple celle de fréquence 440 Hz ( note appelée La3 en musique), n'est pas perçue de la même manière selon qu'elle est jouée par un diapason ou par un piano. Le timbre d'un son est la propriété liée à cette différence. Il est associé en partie à la composition spectrale ( présence et importance relative des harmonie ( s de sons dont les résultat est agréable. C'est une procédé qui organise la formation et l’enchaînement des accord )

Des notes de même hauteur, jouées par des instruments identiques ou différents, peuvent aussi se distinguer par l'évolution de l'enveloppe (courbe qui relie les maxima ).L'étude de l'enveloppe du signal délivré par un microphone captant un son différents, met en évidence deux phases. Deux sons de même hauteur peuvent donner des sensations différentes en raison de leur timbre. Le timbre d'un son est lié à sa composition spectrale présence importance et durée des harmoniques ) et à son évolution au cours du temps ( attaque et extinction du son ).

       II- Les effets de la musique

Elle fait danser ou elle endort. Elle distrait ou elle aide à la concentration. Elle fait peur ou elle calme. Car la musique “ langage de l'âme “ agit directement sur le cerveau. Elle nous inonde de plaisir, nous émeut, nous stimule, ou encore nous agace...

2.1 Sur l’organisme

Il est possible que certaines musiques populaires contiennent des protéodies (voir partie sur les plantes.). C'est le cas du Canon de Pachelbel dont le thème correspond à une protéine anti-stress, et de la chanson  « Aimer », extraite de la comédie musicale Roméo et Juliette, dont le thème correspond à une protéine qui favorise la fertilité. Ces derniers exemples rapportent des protéodies qui concernent les protéines de l'être humain. Il est donc tentant d'imaginer qu'on peut employer certaines d'entre elles à la manière de médicaments pour juguler une pathologie. La protéodie est une façon de communiquer et d'échanger avec l'organisme dans le respect et dans l'unité.

2.2 Sur le cerveau

De tout temps, nous avons utilisé la musique pour nous détendre, pour nous stimuler ou pour marquer les événements importants de la vie. Depuis quelques décennies, la musique est aussi utilisée en contexte clinique pour ses effets thérapeutique, ainsi que pour sa capacité à promouvoir une bonne santé physique et mentale (musicothérapie). Récemment, un rapport de Hill Stratégies Recherche concluait que les gens qui fréquentent les concerts de musique populaire sont plus disposés à se déclarer en très bonne santé.

Le cerveau, est fait pour réagir positivement à la musique. Lorsque nous écoutons une musique agréable, l’activité cérébrale s’accentue dans le noyau accumens, une partie primitive du cerveau qui répond notamment à des stimuli indispensables à la survie tels l’alimentation et la reproduction sexuelle.

Cette activité accrue entraîne aussi la libération de dopamine (un neurotransmetteur qui joue un rôle essentiel dans les systèmes de récompense, de motivation et de plaisir). La sécrétion de dopamine ne se produit pas uniquement lors des pics émotionnels, ces passages musicaux où l’on ressent un « frisson » de plaisir, mais aussi quelques secondes plus tôt, lors d’une phase anticipatoire. Cette activité cérébrale complexe et l’éveil affectif qui l’accompagne entraînent de surcroît une série de réactions physiologiques ( un frisson qui parcourt le dos et un accroissement du rythme cardiaque, de la respiration et de la transpiration ) des réactions tout à fait comparables à celles découlant de l’excitation sexuelle ou d’autres stimuli liés à la survie.

Voici 3 autres systèmes neurochimique grâce auxquels la musique pourrait exercer des effets bénéfiques sur notre bien-être et notre santé :

•L’immunité : dans laquelle intervient la sérotonine ( molécule jouant un rôle important dans l’humeur )

•Le stress et l’éveil – dans lesquels intervient le cortisol,

•La création de liens sociaux – dans laquelle intervient l’ocytocine ( ou hormone de l’amour )

En effet, la musique augmente à la fois le taux d’immunoglobuline A (un anticorps qui joue un rôle important dans l’immunité des muqueuses ) et le nombre de lymphocytes NK (natural killer), des cellules de l'immunité innée. L’écoute et la pratique de la musique réduisent par ailleurs le taux de cortisol (l’hormone du stress) dans l’organisme. Il semble enfin y avoir des liens entre la musique et l’ocytocine, que l’on surnomme « hormone de l’amour » et qui joue un rôle important dans l’attachement aux pairs, le sentiment d’appartenance à un groupe et l'empathie.

III- Les effets sur les animaux

Maintenant nous allons montrer les différents effets de musiques variées sur plusieurs animaux. La musique peut en effet avoir une influence sur le comportement des animaux. Cependant il n'est pas le même selon si l'animal est un animal de la ferme ou un animal domestique.

Pour les animaux de la ferme :

Des études faites par Music Research Group montrent que lorsque des poules écoutent de la musique de Pink Floyd, leurs pontes vont augmenter. Pour les vaches, si elle sont exposés à la musique de Beethoven « symphonie pastorale », elles produiront jusqu'à 0,73L de plus que les vaches qui écoutent « Back in the URSS » des Beatles.

Pour les animaux domestiques :

Une musique violente ( hard-rock, métal...) va leur faire avoir un comportement agressif et les mettre dans une situation défensive. Par exemple les chiens vont se mettre à aboyer. Cependant une musique douce comme de la musique classique leur est plus agréable que le silence surtout lorsqu’ils se retrouvent seuls. Par exemple la simple écoute de « L’ode à la joie » de Beethoven va les rendre confiant et calme.Cependant, certaines musiques n'ont aucuns effets sur les animaux comme la musique de Britney Spears.

Les effets de la musique dépendent bien de l'être vivant car une même fréquence n'est pas perceptible par tous.  Les animaux entendent en effet  à des niveaux de fréquence différents de ceux perceptibles par l'homme, comme nous le montre ce schéma :

 

Par ailleurs le fonctionnement de l'oreille interne des animaux est similaire à celui des Hommes (voir partie I) ainsi que le système nerveux qui va influencer sur le caractère plus ou moins agressif des animaux.  

Les musiques agressives contiennent des temps réguliers et de volumes assez fort qui accélère le rythme cardiaque des animaux car les battements de leur cœur va se caler sur le rythme de la musique, ce qui leur donne une impression de danger. L'animal se sent donc menacé, ce qui génère une situation de stress.

Qu'est ce que le stress chez les animaux ?

Tout comme les humains, les animaux répondent aux agressions et aux émotions dues à leur environnement. Ici, nous allons étudier une de leurs réaction, le stress.

Le stress peut être causé suite à de la nouveauté, tel que la présence d'intrus ou encore la modification brusque d'alimentation, il peut aussi être entraîné par une frustration, comme une perte de territoire ou bien une séparation avec un certain groupe, des conflits ou un traumatisme physique peuvent aussi être la cause d'un stress.

Chez les animaux, comme le chien, le stress est le plus souvent manifesté par un halètement rapide, un manque d'attention, une transpiration au niveau des pattes, une hyperactivité et une trop forte réactivité à tout ce qui l'entoure, uriner a des endroits inappropriés, une diarrhée, des vomissement, des comportements compulsifs ou encore des tremblements.

L'organisme sécrète à ce moment des hormones pour mobiliser le cerveau et les muscles, de ce fait, l'oxygénation augmente. Les hormones sécrétés par les animaux sont les mêmes que celles sécrétés par les hommes expliqué à la partie précédente. 

Lexique

•Génodique : C'est la science développée à partir de l'étude des Protéodies. Actuellement, environ 1200 protéodies ont été décodées en 20 ans par Joël Sternheimer, correspondant à la stimulation ou l’inhibition de protéines. 

•Protéodie :  C'est une suite de notes influençant la production d'une protéine. La protéodie peut en effet soit stimuler la synthèse d'une protéine soit l'inhiber. 

 • Cyclose : La cyclose désigne le mouvement du cytoplasme d'une cellule. Ce mouvement est généralement circulaire et repérable grâce aux déplacements des organites (différentes structures présentent dans le cytoplasme) cellulaires.

• Stomate : Le stomate est le dispositif d'épiderme des végétaux qui intervient dans le processus de respiration et de transpiration de la plantes. Ce sont par les stomates que les plantes respirent et absorbent le CO2.

•une harmonie : C'est un ensemble de sons dont le résultat est supposé être agréable

•Une protéine: C'est une molécule constituée d'une ou plusieurs chaînes d'acides aminés liés par des liaisons peptidiques. Il existe 20 acides aminés naturels.

Expériences

Expériences :

Des expériences sur des plantes ont été réalisés grâce à la technique SRP. Comme au Sénégal en 1996 par Joël Sternheimer sur des plants de tomates. Grâce au code universel de notes qu'il a éllaborer (voir III-2 ) il a conçut la protéodie qui correspond à la suite d'acides aminés de la protéine TAS 14. Cette protéine aide les différents plants à résister à la sécheresse.

Il a ensuite mis un plants de tomates qu'il na pas exposé à cette protéodie (plants témoins) et élevés dans des conditions normales, et un second plants de tomates auquel il passa cette protéodie 3 minutes par jour afin de stimuler leur TAS 14.

Cette expérience a donnée des résultats remarquables. En effet les plants soumis à la protéodie ont eu une croissance nettement supérieur aux plants témoins. Les tomates étaient plus grosses et parfois éclatées à cause de leur suplus d'eau contrairement aux tomates des plants témoins. De plus les feuilles des plants témoins séchaient alors que celles des plants soumis à la protéodie restaient vertes.

Plants de tomates non exposés à la protéodie :

 Plants de tomates exposés à la protéodie

-Expérience réalisée sur les haricots:

Nous avons réalisé une expérience sur des haricots afin d'observer si ils poussaient plus vite en présence de musique classique ou bien de métal. Nous avons choisi de réaliser cette expérience car des recherches sur internet nous expliquait que la musique classique avait des actions bénéfiques sur les plantes, mais cela dépendait du mode de diffusion, de la sensibilité de la plante, du choix de la musique... Nous avons donc voulu tester si des haricots réagiraient à de la musique classique ou au métal. 

Résultats :

• taille des pousses en moyenne :

Haricots témoins (sans musique) : 30 cm

Haricots en présence de musique classique : 27 cm

Haricots en présence de musique hard-rock : 36 cm

• taille des feuilles :

Haricots témoins : 5 cm de hauteur et 4 cm de largeur

Haricots avec musique classique : 4 cm de hauteur et 3 cm de largeur

Haricots avec le hard-rock : 7 cm de hauteur et 7 cm de largeur.

Les pousses d'haricots en présence de hard-rock poussent donc plus vite et on observe qu'ils sont devenus pourris. On peut donc penser que cette musique les stress contrairement au classique qui eux vivront plus longtemps (ils ne sont pas encore pourris).

Expérience réalisée sur les souris :

Nous avons réalisé une expérience sur des souris afin d'observer leur réaction en fonction de la musique qu'elles écoutent. En effet, nous avons construit un labyrinthe avec un morceau de leur nourriture habituelle à la fin de ce labyrinthe. Chaque jour nous avons placé trois souris une par une affamées dans ce labyrinthe, tout d'abord sans musique, nous avons alors filmé et chronométré les souris effectuant le parcours. Le second jour avec une musique classique, puis enfin avec une musique hard rock.

Résultats :

SANS MUSIQUE :

Souris 1 : 2min 35sec

Souris 2 : 2min 12sec

Souris 3 : 3min 19sec

AVEC MUSIQUE CLASSIQUE :

Souris 1 : 2min 30sec

Souris 2 : 2min 10sec

Souris 3 : 3min 00sec

Constat : Elles semblent troubler par la musique, et courent plus vite.

AVEC MUSIQUE HARD ROCK :

Souris 1 : 43sec

Souris 2 : 1min 22sec

Souris 3 : 41sec

Constat : Les souris étaient paniqué et courraient plus vite, on observe donc une influence de la musique sur leur organisme. Elles ne sont en effet pas très à l'aise lorsqu'il y a de la musique violente.

Conclusion

Les différentes expériences réalisées par nous ou par des spécialistes et nos recherches nous ont permit d'affirmer que la musique possède une réelle influence sur les êtres vivants. Cependant, ces effets varient d'un individu à l'autre. De plus, cette influence musicale n'est pas toujours bénéfique comme nous l'a montrée l'expérience sur les haricots, et l'utilisation des protéodies dans la nature peut parfois être dangereuse.
Les effets de la musique sur les êtres vivants sont donc nombreux, mais nous ne pouvons pas toutes les prouver scientifiquement.




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