Forfattere
For mange af os får det os til at føle os glade, energiske og inspirerede, når vi lytter til vores yndlingssange. Et af målene med hjerneforskningen er at forstå hjernens rolle, når vi lytter til musik. I årevis har forskere haft en hypotese om, at de hjerneområder, der er involveret i at bearbejde den musik, vi hører, er involveret i musikalsk glæde – men de havde ingen håndfaste beviser. Ved at stimulere folks hjerner med stærke magneter sammen med en hjerneskanningsteknik, der kunne se, hvilke områder af hjernen der var aktive, har forskerne fundet ud af, hvorfor vi føler os så fantastiske, når vi lytter til vores yndlingsmusik. Nu er der gode beviser for, at vores yndlingsmusik involverer forbindelser mellem specifikke hjerneområder, herunder hjernens “belønningscenter” – et område, der får os til at føle os godt tilpas, når vi gør noget, vi kan lide. Disse hjernekredsløb giver en solid brik til det komplekse puslespil om, hvorfor musik får os til at føle os så godt tilpas.
Mange af os elsker at lytte til musik. Nogle gange lytter vi for at få det bedre, når vi er kede af det. Andre gange lytter vi til musik for at fejre særlige lejligheder som fødselsdage, bryllupper og højtider. Det ser ud til, at det at lytte til musik er en fælles aktivitet på tværs af mennesker og kulturer over hele verden. Forskerne ved endnu ikke præcis, hvad der sker i hjernen for at forårsage disse følelser af lykke, energi og inspiration, men de gør store fremskridt.
I de sidste 20 år har forskere opdaget, at man bruger mange områder af hjernen, når man lytter til musik. For eksempel behandles rytme af den motoriske cortex og lillehjernen. Tonehøjde og tone bruger den auditive cortex, lillehjernen og den præfrontale cortex. Forventning om dine yndlingsdele af en sang engagerer den præfrontale cortex (figur 1A).
Hvad med følelser, der udløses af musik? Tidligere hjerneafbildningsstudier [1] har vist, at når folk bliver glade for musik, opstår der forbindelser i hjernen kaldet cortico-striatal circuits er aktive. Navnet “cortico-striatal” betyder, at disse forbindelser involverer både overfladiske og dybe hjerneområder (figur 1B) [3]. Når folk lytter til musik, som de kan lide, bliver disse kredsløb, som er vigtige for opfattelsen og for behagelige fornemmelser, aktive [1]. Disse undersøgelser er dog korrelationelle. Det betyder, at de kun viser, hvilke hjerneområder der er aktive – de kan ikke fortælle os, hvilke af disse hjerneområder der rent faktisk forårsager de behagelige følelser, som folk oplever med musik. For at løse dette spørgsmål brugte en ny undersøgelse en metode til at stimulere hjernen med magneter for at finde ud af, om aktivering eller blokering af de kortikostriatale kredsløb kan ændre mængden af glæde, som folk oplever ved musik [4].
Forskerne antog, at hvis hjernens kortikostriatale kredsløb var involveret i at skabe den glæde, vi føler, når vi lytter til musik, så ville stimulering eller blokering af disse forbindelser henholdsvis øge eller mindske folks glæde. For at stimulere eller blokere kredsløbene brugte forskerne en teknik kaldet transkraniel magnetisk stimulering (TMS), hvor en magnet aktiverer eller blokerer hjerneområder og får dem til henholdsvis at vågne op eller falde til ro.
For at se præcis hvilke hjerneområder i det kortikostriatale kredsløb, der var ansvarlige for musikkens virkninger, brugte forskerne også en metode, der hedder functional magnetic resonance imaging (fMRI). fMRI bruges til at tage billeder af hjernens aktivitetsmønstre, mens en person udfører bestemte jobs eller opgaver (for mere information om fMRI, se denne Frontiers for Young Minds artikel).
Atten deltagere (11 kvinder, syv mænd, gennemsnitsalder 24,3 år) uden formel musikuddannelse deltog i eksperimentet. En deltager gennemførte ikke en af sessionerne og blev udelukket fra undersøgelsen. Deltagerne havde ingen historie med hjernesygdomme eller hørenedsættelse. Hver deltager blev bedt om at give fem sanguddrag (45 s hver), der fik dem til at føle intenst behagelige følelser. Baseret på disse uddrag valgte forskerne 10 lignende sange ved hjælp af en musikapp kaldet Spotify. De udvalgte sange skulle være velkendte (så de ville fremkalde lignende behagelige reaktioner hos lytterne), men ikke let genkendelige.
Deltagerne lyttede til hver forskerudvalgt sang og vurderede, hvor meget de kunne lide den ud fra disse valgmuligheder: ingen glæde, lav glæde, høj glæde eller chill. Mens de lyttede, brugte forskerne TMS over den øverste venstre præfrontale cortex for at ændre de hjernekredsløb, der er involveret i belønning, ved enten at aktivere dem eller blokere dem. Dette sted blev valgt på baggrund af tidligere eksperimenter udført af de samme forskere [2]. Som en kontrol I eksperimentet indgik også en “falsk” TMS-session. Denne kontrol blev brugt som en baseline, så forskerne kunne vide, om aktivering eller blokering af kredsløbet faktisk forårsagede forskelle i, hvordan hver enkelt deltager følte for musikken.
Efter TMS fik personerne taget billeder af deres hjerner i en fMRI-scanner. Mens de var i scanneren, lyttede hver person til deres egne foretrukne og eksperimentelt udvalgte musikklip og vurderede, hvor meget glæde de oplevede ved musikken. fMRI-billeddannelse blev udført uden nogen form for hjernestimulering (falsk TMS-kontrol), eller efter at kredsløbene var blevet aktiveret eller blokeret ved hjælp af TMS. fMRI blev brugt til at skabe billeder af forskellige regioner i hjernen, hvis aktivitet blev ændret af TMS.
Da resultaterne blev indsamlet, gjorde forskerne flere vigtige opdagelser. Den første var, at aktivering af de cortico-striatale kredsløb ved hjælp af TMS i overensstemmelse med deres hypotese førte til større glæde ved at lytte til musik, mens blokering af de samme hjernekredsløb førte til en mindre behagelig oplevelse (figur 2). For det andet identificerede forskerne ved hjælp af fMRI en lille del af striatum kaldet nucleus accumbens. Nucleus accumbens, caudate og putamen som de vigtigste hjerneområder, der driver musikalsk nydelse (figur 3A). Nucleus accumbens betragtes som hjernens belønningscenter. Den er ansvarlig for den glæde, vi oplever ved mange aktiviteter, f.eks. når vi spiser vores yndlingsmad, eller når vi har det sjovt med at spille eller dyrke motion (figur 3B).
De personer, der rapporterede den største forskel i nydelse mellem de aktiverende og blokerende TMS-sessioner, var de samme personer, der viste de største ændringer i styrken af forbindelserne mellem den venstre dorsolaterale præfrontale cortex (hvor TMS blev administreret) og belønningskredsløbet, specifikt den venstre nucleus accumbens og caudatus. Desuden fandt forskerne ud af, at kommunikationen mellem nucleus accumbens og kortikale auditive (lydbearbejdende) regioner også var afgørende for oplevelsen af musikalsk glæde. Hjerneregioner arbejder sammen – hvis kommunikationen mellem nucleus accumbens og andre hjerneområder, der er involveret i at høre musik, forstyrres, er det mindre sandsynligt, at folk oplever glæde ved musikken. Hvis denne kommunikation øges, nyder folk musikken mere.
Disse resultater er ekstremt vigtige, fordi årsagen til musikkens virkninger på hjernen endelig er blevet afsløret – ikke kun gennem korrelationer. Denne undersøgelse viste, hvilke hjerneområder der forårsager de følelser af glæde, som folk oplever med musik, og ikke bare, hvilke hjerneområder der er aktive. Med andre ord er det den første undersøgelse, der viser, at hvis man ændrer disse hjernekredsløb, vil en persons følelsesmæssige reaktion på musik ændre sig, selv om de virkelig godt kan lide musik!
Undersøgelsen havde dog nogle få begrænsninger. For eksempel er 17 personer ikke et stort antal, og der var mange forskelle mellem personerne i deres reaktioner på TMS. Der vil blive foretaget yderligere undersøgelser for at sikre, at disse resultater er korrekte. Baseret på resultaterne fra de eksperimenter, vi diskuterede, konkluderede forskerne, at kortikostriatale baner er nødvendige for at opleve glæde ved musik, fordi forskerne kunne forstyrre nydelsen af musik ved at bruge TMS til at skrue op eller ned for den hjerneforbindelse. Hvis de skruede op for den, oplevede folk mere glæde. Hvis de skruede ned, oplevede folk mindre nydelse. Konklusionen er, at brug af teknologier som TMS og fMRI kan hjælpe forskere med at forstå mere om, hvorfor folk overalt nyder musik.
Kortiko-striatale kredsløb: Forbindelserne, interaktionerne eller kommunikationsvejene mellem cortex (hjernens ydre lag) og striatum (placeret dybt inde i hjernen).
Korrelation: Forholdet mellem to ting, der sker (salg af is og varmt vejr stiger om sommeren), men som ikke nødvendigvis forårsager hinanden (at spise is forårsager ikke varmt vejr).
Transkraniel magnetisk stimulering (TMS): En magnet, der aktiverer eller blokerer hjerneområder, så de henholdsvis vågner op eller falder til ro.
Funktionel Magnetisk Resonans Imaging (fMRI): En måde at “tage billeder” af hjernen på for at vise, hvilke dele af hjernen der er aktive, når en person tænker, føler eller gør noget.
Kontrol: Den del af et eksperiment, hvor forholdene holdes konstante for at give en basislinje til sammenligning.
Striatum: Hjælper med at kontrollere bevægelser og er involveret i at planlægge handlinger, træffe beslutninger og føle sig motiveret.
Nucleus Accumbens: Hjernens nydelsescenter, som hjælper med at regulere følelser af nydelse og belønning.
[1] Särkämö, T., Tervaniemi, M. og Huotilainen, M. 2013. Musikopfattelse og kognition: udvikling, neuralt grundlag og rehabiliterende brug af musik. Wiley Interdiscip. Rev. Cogn. Sci. 4:441-51. doi: 10.1002/wcs.123
[2] Mas-Herrero, E., Dagher, A. og Zatorre, R. J. 2018. Modulering af musikalsk belønningsfølsomhed op og ned med transkraniel magnetisk stimulering. Nat. Hum. Behav. 2:27-32. doi: 10.1038/s41562-017-0241-z
[3] Hayhow, B. D., Hassan, I., Looi, J. C., Gaillard, F., Velakoulis, D. og Walterfang, M. 2013. Neuropsykiatrien ved hyperkinetiske bevægelsesforstyrrelser: indsigt fra neuroimaging i de neurale kredsløb, der ligger til grund for dysfunktion. Tremor Andre Hyperkinet. Mov. 3:tre-03-175-4242-1. doi: 10.7916/D8SN07PK
[4] Mas-Herrero, E., Dagher, A., Farrés-Franch, M. og Zatorre, R. J. 2021. Afsløring af den tidsmæssige dynamik i belønningssignaler i musikinduceret glæde med TMS. J. Neurosci. 41:3889-99. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0727-20.2020
Mennesker har lavet musik i titusinder af år. Men hvad sker der i din hjerne, når du lytter til dit yndlingsband eller din yndlingsmusiker? I denne artikel følger du lydens rejse fra ørerne til hjernen, hvor forskellige områder arbejder sammen, mens du lytter til musik. Musik involverer mange hjernefunktioner, såsom lydbehandling, hukommelse, følelser og bevægelse. Du vil også opdage, at hjernen kan lære at genkende velkendte mønstre i musik, hvilket kan hjælpe med at forklare, hvorfor musik kan gøre os glade, triste eller endda ophidsede. Til sidst vil du udforske, hvad der sker i musikeres hjerner, når de spiller på deres instrumenter.
…
Kunstig intelligens (AI) systemer bliver ofte rost for deres imponerende præstationer inden for en lang række opgaver. Men mange af disse succeser skjuler et fælles problem: AI tager ofte genveje. I stedet for virkelig at lære, hvordan man udfører en opgave, bemærker den måske bare enkle mønstre i de eksempler, den har fået. For eksempel kan en AI, der er trænet til at genkende dyr på fotos, stole på baggrunden i stedet for selve dyret. Nogle gange kan disse genveje føre til alvorlige fejl, såsom en diagnose fr , der er baseret på hospitalsmærker i stedet for patientdata. Disse fejl opstår selv i avancerede systemer, der er trænet på millioner af eksempler. At forstå, hvordan og hvorfor AI tager genveje, kan hjælpe forskere med at designe bedre træningsmetoder og undgå skjulte fejl. For at gøre AI mere sikker og pålidelig skal vi hjælpe den med at udvikle en reel forståelse af opgaven – ikke bare gætte ud fra mønstre, der har fungeret tidligere.
…
Er du nogensinde faldet og slået hovedet, mens du legede? Følte du dig lidt svimmel og havde ondt i hovedet? Hvis ja, kan du have fået en hjernerystelse! Hjernerystelser kan ske hvor som helst. De kan ske under sport, når du leger med dine venner eller endda når du cykler med dine forældre. Det kan være svært at vide, om du har fået en hjernerystelse. Mange børn og forældre er ikke sikre på, hvad de skal gøre, hvis nogen får en hjernerystelse. Læger og forskere ved, at det hjælper dig med at komme dig hurtigere, hvis du gør det rigtige efter en hjernerystelse. Denne artikel forklarer, hvad en hjernerystelse er. Den hjælper dig med at se, om du eller en ven har fået en hjernerystelse, og fortæller dig, hvad du skal gøre, hvis du nogensinde får en hjernerystelse.
…
Hjertet er en meget vigtig muskel, der arbejder uafbrudt for at pumpe blod og levere vigtige næringsstoffer og ilt til alle dele af kroppen. Denne artikel ser på, hvordan hjertet fungerer normalt, og hvad der sker, når det fungerer unormalt, som det er tilfældet med en tilstand kaldet atrieflimren (AF). AF er en almindelig tilstand, der opstår, når hjertet slår uregelmæssigt og ude af takt. AF kan øge en persons risiko for at udvikle alvorlige problemer som hjertesvigt eller slagtilfælde. Denne artikel ser også på, hvordan AF kan diagnosticeres, hvad der forårsager AF, og de forskellige måder, det kan behandles på.
…