Jak muzyka działa na mózg?

Muzyka jest tak stara, jak cywilizacja. Ludzie od zawsze zestawiali ze sobą różne dźwięki i rytmy, aby wpływać na nastrój i myśli słuchaczy. Najróżniejsze przejawy tej aktywności towarzyszą nam od urodzenia - najpierw są to kołysanki śpiewane przez rodziców i proste dziecięce piosenki, potem kapele rockowe lub kontrowersyjni raperzy w czasie nastoletniego buntu, energetyczne rytmy dodające energii w czasie treningu, podniosłe melodie podczas uroczystości religijnych… Muzyka jest wszędzie i przez całe nasze życie odgrywa niezwykle istotną rolę, tak dużą, że właściwie nie wyobrażamy sobie świata bez niej.

Ale jak właściwie ją odbieramy, w jaki sposób oddziałuje ona na ludzki mózg? Które jego obszary – poza korą słuchową, oczywiście – aktywuje? Dlaczego różni ludzie mają różne gusta muzyczne? Zespół naukowców z University of Southern California w Los Angeles zbadał, w jaki sposób muzyka oddziałuje na mózg, ciało oraz na sferę emocjonalną słuchających jej osób.

“Holistyczne spojrzenie na percepcję muzyki przy użyciu różnego rodzaju muzycznych predyktorów daje nam niespotykany wgląd w reakcje naszych ciał i mózgów na muzykę – mówi Timothy Greer, współautor badania.”

Naukowcy zbadali w sumie 74 różne cechy muzyki, sprawdzając, jaki wywierają wpływ na funkcjonowanie ludzkiego organizmu. Odkryli przy tym, że harmonia, dynamika, rejestr i rytm są czynnikami, które pozwalają przewidzieć, w jaki sposób słuchacz zareaguje na daną melodię.

Jedną z obserwacji poczynionych przez badaczy było to, że muzyka silnie oddziałuje na fragmenty mózgu leżące w płacie skroniowym i należące do kompleksu słuchowego: zakręt Heschla i zakręt skroniowy wyższy. Bodźcem, który aktywował te obszary była siła rytmu. Zauważono również, że tym, co najsilniej pobudzało mózg, była zmienność: silniejsze reakcje obserwowano wówczas, gdy następowały zmiany w dynamice, rytmie lub głośności, a także kiedy wprowadzano nowe instrumenty.

“Jeśli piosenka jest głośna przez cały czas, nie ma dużej zmienności dynamicznej, wrażenia bie będa tak silne, jak wówczas, gdy kompozytor zastosuje zmianę głośności – mówi Timothy Greer. – Zadaniem autora piosenek jest zabranie słuchacza na emocjonalny rollercoaster w niecałe trzy minuty, a dynamiczna zmienność jest jednym ze sposobów, w jaki można to osiągnąć.”

Zespół odkrył również, że reakcja galwaniczna skóry – będąca w zasadzie miarą wydzielania potu – nasilała się po wejściu nowego instrumentu oraz po rozpoczęciu crescendo, czyli wówczas, gdy głośność utworu wzrastała. Najbardziej stymulującymi momentami w każdej z piosenek okazały się te, w których wzrastał poziom złożoności, a więc gdy wprowadzane były kolejne instrumenty. Udało się również zidentyfikować najsmutniejszy z dźwięków – to F# w tonacji G-moll.

Do przeprowadzenia eksperymentu wybrane zostały trzy emocjonalne utwory muzyczne, które nie zawierały wokalu i nie były zbyt dobrze znane – dzięki temu udało się wyeliminować ryzyko, że słuchający ich uczestnicy wiążą z nimi jakieś wspomnienia nacechowane emocjami. 40 uczestników poddano obrazowaniu mózgu za pomocą rezonansu magnetycznego podczas słuchania serii smutnych lub wesołych fragmentów. 60 osób wzięło udział w pomiarach reakcji somatycznych: aktywności serca i przewodnictwa skóry. Ta sama grupa oceniała też intensywność odczuwanych emocji (radosnych lub smutnych) podczas słuchania poszczególnych utworów. Następnie zebrane dane poddano analizie przy wykorzystaniu algorytmów sztucznej inteligencji. Naukowcy chcieli w ten sposób ustalić czy istnieją jakieś wzorce w reagowaniu na określone elementy muzyki.

Już wcześniej podejmowano próby zrozumienia i opisania reakcji na muzykę w zakresie neurologicznym, somatycznym i emocjonalnym. Jednakże analizowano wówczas bardzo bardzo krótkie okresy, przez które dźwiękom pozwalano oddziaływać na słuchacza, np. dwie sekundy danego utworu. Badanie zespołu z Los Angeles, właśnie dzięki wykorzystaniu algorytmów sztucznej inteligencji, pozwoliło przyjrzeć się tej kwestii w szerszej perspektywie – nie tylko jeśli chodzi o czas słuchania muzyki, ale także dzięki połączeniu danych pochodzących z innych metod pomiarowych niż tylko neuroobrazowanie.

Wyniki otrzymane przez naukowców z University of Southern California pozwoliły wykazać, że muzyka rzeczywiście jest w stanie złagodzić odczuwany niepokój, a nawet ból. Dzięki temu odpowiednio dobrane utwory mogą być pomocne np. w terapii demencji. Na ich podstawie naukowcy mogą też być w stanie dobrać odpowiednie playlisty do nauki, ćwiczeń czy zasypiania. Badanie to jest również ważnym krokiem do lepszego zrozumienia tego, w jaki sposób w mózgu przetwarzane są emocje jako takie. Zespół z Los Angeles myśli teraz o przeprowadzeniu dalszych prac, aby sprawdzić w jaki sposób różne rodzaje muzyki mogą w pozytywny sposób zmieniać ludzkie reakcje emocjonalne i czy intencje kompozytora rzeczywiście pasują do tego, co odczuwają słuchacze.