Gehirn im Takt mit der Musik

Musik im Gehirn | Max-Planck-Gesellschaft
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Kognitionsforschung
Gehirn im Takt mit der Musik
Studie findet neurobiologische Hinweise, wie Menschen Melodien
kognitiv verarbeiten
26. Oktober 2015
Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für empirische Ästhetik in Frankfurt und an der
New York University haben herausgefunden, dass Rhythmen im Gehirn (Oszillationen)
die Verarbeitung von Musik unterstützen. Dieser Forschungsbefund trägt auch dazu bei,
das auditorische System des Menschen besser zu verstehen. Und er legt nahe, dass
eine musikalische Ausbildung die funktionale Rolle von Rhythmen im Gehirn verstärken
kann.
Headbangen, ekstatische Kopfbewegungen
im Rhythmus der Musik, sind typisch für
Heavy-Metal-Fans und -Musiker, hier
Maurycy Stefanowicz auf dem Metalmania
Festival 2008. Wissenschaftler haben
herausgefunden, dass auch das Gehirn im
Takt mitschwingt.
© Wikimedia/Małgorzata Miłaszewska
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30.10.2015
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Die Studie, die im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
erschienen ist, wirft ein neues Licht auf die Bedeutung der kortikalen Oszillation für die
Erkennung von musikalischen Sequenzen. Kortikale Oszillationen sind rhythmische elektrische
Potentiale in den Hirnarealen, die sich synchronisieren müssen, um Informationen auszutauschen.
„Wir konnten die Rhythmen im Gehirn isolieren, die den Tempi in der gehörten Musik
entsprechen“, erklärt Keith Doelling, Hauptautor der Veröffentlichung. „Die Befunde zeigen, dass
das Vorhandensein dieser Rhythmen unsere Wahrnehmung von Musik und von
Tonhöhenänderungen verbessert.“
Wie zu erwarten, belegt die Studie auch, dass Musiker stärker ausgeprägte Oszillationen
aufweisen als Nicht-Musiker. „Das zeigt, dass wir tatsächlich trainieren können, unser
auditorisches Wahrnehmungssystem effizienter zu nutzen“, sagt Co-Autor David Poeppel, Direktor
der Abteilung Neurowissenschaften am Max-Planck-Institut für empirische Ästhetik. „Musiker sind
durch ihre Erfahrung einfach besser in dieser Art von Verarbeitung.“
Gehirn schwingt synchron zur Sprache
Frühere Studien konnten zeigen, dass Rhythmen im Gehirn sehr präzise mit Sprache
synchronisiert sind und uns dadurch helfen, fortlaufenden Sprachfluss zu verstehen. Mit anderen
Worten: Das Mitschwingen sorgt dafür, dass wir Silben, Wörter und Sätze in der gesprochenen
Sprache als solche wahrnehmen können, auch wenn sie nicht – wie in der Schriftform – durch
Leerstellen oder Satzzeichen voneinander getrennt sind.Bisher war allerdings noch nicht bekannt,
welche Rolle diese Rhythmen im Gehirn bei der Verarbeitung von anderen komplexen Lauten wie
zum Beispiel Musik spielen.
Um diese Frage zu beantworten, führten die Wissenschaftler drei Experimente durch, bei denen
sie Magnetenzephalographie einsetzten. Damit können winzige magnetische Felder gemessen
werden, die durch Gehirnaktivität erzeugt werden. Die Studienteilnehmer wurden gebeten, kleine
Tonhöhenveränderungen zu identifizieren, die in 13 Sekunden langen Ausschnitten aus
klassischen Klavierstücken zu hören waren (Bach, Beethoven, Brahms) und die sich hinsichtlich
des Tempos unterschieden – von einer halben Note bis zu acht Noten pro Sekunde.Die
Wissenschaftler teilten die Teilnehmer in Musiker (mindestens sechs Jahre musikalische
Ausbildung und aktiv praktizierend) und Nicht-Musiker ein.
Für Musik, die aus mehr als einer Note pro Sekunde bestand, zeigten sich sowohl bei Musikern als
auch bei Nicht-Musikern kortikale Oszillationen, die sich mit der Geschwindigkeit der Töne im
gehörten Stück synchronisierten. Daraus schließen die Wissenschaftler, dass diese Oszillationen
bei allen Teilnehmern dafür sorgten, die gehörten Laute zu verarbeiten. Allerdings war zu
beobachten, dass die Gehirne der Musiker deutlicher mit dem Rhythmus der Musik
synchronisierten.
Zusätzlich fanden sich nur bei Musikern Oszillationen, die auch mit ungewöhnlich langsamen
Stücken in Einklang kamen. Dieser Unterschied – so die Autoren – weist möglicherweise darauf
hin, dass Nicht-Musiker kontinuierliche Melodien schlechter erkennen können und Musik eher als
aneinandergereihte Töne wahrnehmen. Außerdem entdecken Musiker wesentlich akkurater
Tonhöhenabweichungen – was sich auch in korrespondierenden kortikalen Oszillationen
widerspiegelte.
Der neuronale Rhythmus des Gehirns, so die Wissenschaftler, scheint also eine Rolle zu spielen
bei der Analyse von Klangströmen und ihre Aufteilung in größere Einheiten, die dann als Sprache
oder Musik wahrgenommen werden.
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