Die Tonspur unseres Geistes - - Verstand - 2020

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Anonim

Wie das Gehirn Musik parst - und aufpasst

Es ist ein klassisches Cocktailparty-Rätsel: Wie entscheiden unsere Gehirne, wo wir unsere Aufmerksamkeit schulen sollten, wenn sich die Leute um uns herumschlagen und miteinander plaudern - einige für uns, andere für andere?

Um herauszufinden, durchsuchten Forscher der Stanford University und der McGill University in Montreal die Gehirne von 18 Personen, die klassische Musik des britischen Komponisten William Boyce aus dem 18. Jahrhundert hörten.

"Man muss diese Ströme gewissermaßen in Brocken unterteilen", sagt der Studienautor Vinod Menon, Professor für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaft in Stanford. Der Prozess der Datenaufteilung, so fährt er fort, erfordert, dass man "etwas Interessantes erkennt und dann das Aufmerksamkeitsnetzwerk einschalten muss".

"Das Gedächtnis funktioniert nicht wie ein Videorecorder, es ist mehr eine DVD", in der es Ereignisse als diskrete Kapitel wiedergibt, erklärt der Studienkoautor Daniel Levitin, Psychologieprofessor bei McGill.

Aber warum Musik?

Einfach, sagt Sridhar Devarajan, ein Student der Stanford Neurowissenschaften, der an dem Projekt beteiligt ist. "Übergänge zwischen musikalischen Bewegungen", stellt er fest, "bieten eine ideale Umgebung, um die sich dynamisch verändernde Aktivitätslandschaft im Gehirn während dieses Segmentierungsprozesses zu untersuchen."

Das Team bewegte verschiedene Bewegungen aus mehreren von Boyces vier- bis fünfminütigen Sinfonien zusammen und ließ Freiwillige zwei neunminütige Kompositionen mit rauschunterdrückenden Kopfhörern hören, während sie in einer fMRI-Maschine lagen; Jeder der musikalischen Wandteppiche bestand aus 10 Orchesterbewegungen. (Boyces Kompositionen wurden ausgewählt, weil er ein relativ obskurer Komponist ist und die Probanden weniger wahrscheinlich mit seiner Arbeit vertraut waren und die Gehirnaktivität auslöschten, die entstehen würde, wenn sie Erinnerungen an seine Sinfonien hätten.)

Das Team führte vollständige Gehirnscans durch, die es ihnen ermöglichten, sich auf Regionen des Gehirns von besonderem Interesse zu konzentrieren, die von 10 Sekunden vor dem Übergang zwischen Bewegungen bis 10 Sekunden danach überwacht wurden. (Ein Übergang zwischen Bewegungen ist durch eine Abnahme der Klangamplitude gekennzeichnet, gefolgt von einer kurzen Stille, die zu einem neuen Musikabschnitt führt.)

Laut Menon beobachtete das Team während der Übergangszeiten nicht nur Aktivität in diskreten Gehirnregionen, sondern bemerkte auch koaktive Netzwerke (zwei Bereiche, die gleichzeitig reagierten), die auf die musikalischen Verschiebungen reagierten. Die Aktivität begann in Bereichen im vorderen Bereich des präfrontalen Kortex des Gehirns sowie in Teilen des temporalen Kortex unmittelbar über dem Hirnstamm. Menon spekuliert darauf, dass es dieses Netzwerk ist, das eine auffällige Änderung im Informationsstrom "erkennt". Als nächstes begannen Bereiche hinter dem präfrontalen Kortex und Teile des Parietalkortex (die äußerste Schicht des Parietallappens am oberen Hinteren des Gehirns) zu reagieren. Die Regionen, Menon-Notizen, sind mit Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis verknüpft.

"Wir glauben, dass dies ein sehr allgemeiner Mechanismus des Gehirnmechanismus eines Kernsteuerungssignals sein kann, das als Reaktion auf eine aufmerksamkeitsstarke Aufgabe erzeugt wird", sagt Menon. "Ich denke, dass jede Aufgabe, die das Erkennen eines auffallenden Ereignisses und dessen Bewältigung beinhaltet, eine ähnliche Art von Reaktion erfordert."

Levitin fügt hinzu: "Hier hatten wir einen Aktivitätsschub, der mit dem Nichts verbunden war", als es überhaupt keinen Ton gab. "Klar, es gibt neuronale Prozesse, die dafür verantwortlich sind, den Beginn und das Ende von Ereignissen zu signalisieren."

Als nächstes für Menons Team: Sie versuchen, die nächste Verarbeitungsstufe zu ermitteln, nachdem Sie eine Änderung in einem Informationsfluss erkannt und darauf reagiert haben. Es ist auch geplant, die neuen Informationen anzuwenden, um mehr darüber zu erfahren, "welche Struktur in der Musik tatsächlich bedeutet".