Jak wyobrażona muzyka i brzmienie ciszy działają na nasz mózg? - Laboratoryjnie.pl

Published on : 31 października 2021 Published by : Krzysztof Wołowiec

Nowe badanie rzuca więcej światła na mechanizm predykcji sensorycznej – naukowcy odkryli, że na momenty ciszy wplecione w utwór muzyczny mózg reaguje podobną aktywnością neuronalną, jak w przypadku odtwarzania muzyki w wyobraźni.

Muzyka ma moc wyzwalania w nas emocji. Nic tak nie porusza jak harmonia dźwięków i wplecione w melodię pełne napięcia pauzy. Ale co właściwie dzieje się w naszym mózgu, kiedy doświadczamy muzyki lub nucimy w myślach ulubioną piosenkę? Jak pokazują wyniki badania przeprowadzonego częściowo dzięki wsparciu finansowanego ze środków UE projektu NEUME, muzykowanie w wyobraźni i wykorzystywane w utworach pauzy wywołują podobną aktywność mózgu. Nawet w tych momentach, w których muzyka na chwilę cichnie, mózg nie przestaje na nią reagować. Badanie to pozwoliło uczonym lepiej zgłębić zagadnienie predykcji sensorycznej – zdolności ludzkiego mózgu do przetwarzania danych sensorycznych z otoczenia w celu przewidywania nadchodzących zdarzeń. Gdy słuchamy muzyki, nasz mózg jest zaangażowany w nieustanne przewidywanie, jaki będzie ciąg dalszy. Elementem, na którym opiera się ten mechanizm interpretowania na bieżąco i przewidywania słyszanej muzyki, jest rytm. Zatem każde niespodziewane zdarzenie, takie jak akord dysonansowy, zwiększa aktywność mózgu. Zespół badawczy postawił sobie za cel wyizolowanie sygnału predykcyjnego od sygnałów powstających w mózgu podczas doświadczania rzeczywistych bodźców dźwiękowych. Aby zarejestrować to, w jaki sposób mózg reaguje na interwały ciszy pomiędzy dźwiękami, naukowcy użyli elektroencefalografu (EEG). W ten sposób zmierzyli aktywność mózgu profesjonalnych muzyków w dwóch sytuacjach: gdy faktycznie słuchali muzyki fortepianowej Bacha i gdy odtwarzali utwory tego kompozytora wyłącznie w myślach. Jak się okazało, zarówno w przypadku pauzy (braku dźwięku w spodziewanym miejscu), jak i podczas wyobrażania sobie muzyki zarejestrowano u nich ten sam rodzaj aktywności mózgu. Z kolei rzeczywiste bodźce dźwiękowe powodowały odpowiedź mózgu charakteryzującą się odwrotną polaryzacją elektryczną w stosunku do dwóch wspomnianych wyżej sytuacji, co wskazuje na różnicę w rodzaju aktywności neuronalnej.

Coś więcej niż doświadczenie zmysłowe

„W ciszy i podczas wyobrażania sobie muzyki mózg nie otrzymuje żadnych danych sensorycznych, więc aktywność neuronalna, którą odkryliśmy, pochodzi wyłącznie z predykcji, czyli wygenerowanego przez mózg wewnętrznego modelu muzyki”, zauważa Giovanni Di Liberto, adiunkt w Kolegium Trójcy Świętej w Dublinie specjalizujący się w inteligentnych systemach, w informacji prasowej zamieszczonej na stronie ScienceDaily. „Mimo że interwały ciszy nie dostarczają bodźców dźwiękowych, w czasie ich trwania zauważyliśmy spójne wzorce aktywności neuronalnej, wskazujące na to, że podczas słuchania muzyki mózg reaguje zarówno na dźwięki, jak i na ich brak”. Co to może oznaczać? „Pokazuje to jednoznacznie, że muzyka jest czymś więcej niż tylko doświadczeniem zmysłowym, gdyż angażuje ona mózg w nieustający wysiłek polegający na przewidywaniu dalszego muzycznego ciągu”, wyjaśnia Di Liberto. „Nasze badanie pozwoliło na wyizolowanie aktywności neuronalnej będącej wynikiem procesu predykcji. Uzyskane rezultaty sugerują, że procesy predykcji są podstawowym mechanizmem uruchamianym zarówno podczas słuchania muzyki, jak i w trakcie odtwarzania jej w wyobraźni”. Jak tłumaczy badacz, wprawdzie zadaniem zespołu badawczego było zbadanie przetwarzania bodźców dźwiękowych i mechanizmów predykcji sensorycznej, ale poczynione odkrycia „mają szersze zastosowanie”, nawet w takiej dziedzinie jak badania kliniczne. „Można by na przykład stworzyć protokół oceny zdolności poznawczych obejmujący zadanie słuchania muzyki”, dodaje. „Dzięki temu, że muzyka włącza szeroki wachlarz funkcji mózgu, od aktywności sensorycznej i predykcyjnej po emocje, zaledwie kilkuminutowy zapis EEG zarejestrowany podczas słuchania muzyki pozwolił nam opracować szereg użytecznych wskaźników poznawczych. Ponadto każdy przyzna, że słuchanie muzyki jest dużo przyjemniejsze niż obecnie wykorzystywane zadania”. Dwa powiązane ze sobą opracowania naukowe – „The Music of Silence: Part I” oraz „The Music of Silence: Part II” – są rezultatem badań współfinansowanych w ramach projektu NEUME (Neuroplasticity and the Musical Experience). Zostały one opublikowane na łamach czasopisma „The Journal of Neuroscience”.

Źródło: cordis.europa.eu