Ændr din kærlighed til musik ved at stimulere hjernen

Udgivet: 25. september 2024

Forfattere

Patricia Izbicki, Alexandra Colon-Rodriguez, Ernest Mas-Herrero, Robert J. Zattore

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.

Musik kan få os til at føle følelser

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).

Figur 1: (A) Hjerneområder, der er involveret, når man lytter til musik. Auditiv cortex er involveret i at opfatte musikkens akustiske egenskaber. Præfrontal cortex er involveret i at fokusere og holde styr på musikken. Den motoriske cortex, den sensoriske cortex og lillehjernen er involveret i at spille, synge og bevæge sig i takt til musikken. Den visuelle cortex er involveret i at læse musik og se musikken blive fremført (tilpasset fra [1] og se The Kennedy Center). (B) Et kortikostriatalt kredsløb i den menneskelige hjerne. Billedet viser en hjerne, der er skåret over halvvejs mellem ansigtet og baghovedet. Pilene viser forbindelser, som man ved (fuldt optrukne) og mener (stiplede) overfører beskeder mellem hjerneområder. Th, Thalamus; SN, Substantia nigra; GP, Globus pallidus. Tilpasset fra Mas-Herrero et al. [2].

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].

Test af hjernens rolle i at nyde musik

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).

Hvad gjorde forskerne helt præcist?

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.

Resultater

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).

Figur 2: Når deltagernes hjerner blev aktiveret med TMS, viste deres hjerner, at de bedre kunne lide musikken (hvid prik i blå form), end når deres hjerner blev hæmmet af TMS (hvid prik i rød form). “Liking rates” blev målt ved at trykke på en tilsvarende knap til ingen fornøjelse, lav fornøjelse, høj fornøjelse. Figuren er tilpasset fra Mas-Herrero et al [4].
Figur 3: (A) Under musikalsk nydelse viste resultaterne aktivering (dvs. aktiverende TMS) eller hæmning (hæmmende TMS) af nucleus accumbens, caudate og putamen. Y-aksen viser mængden af aktivering (positivt tal) og hæmning (negativt tal; tilpasset fra Mas-Herrero et al. [4]). N Acc, nucleus accumbens; vmPFC, ventromedial præfrontal cortex. (B) Sidebillede af hjernen, der viser placeringen af nucleus accumbens, caudate og putamen – områder, der er involveret i belønning og glæde.

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.

Ændret hjerneaktivitet ændrer, hvordan vi har det med musik!

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.

Ordliste

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.

Information om artiklen

Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.
↑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

[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

Izbicki P, Colon-Rodriguez A, Mas-Herrero E og Zattore RJ (2024) Changing Your Love of Music by Stimulating the Brain. På forsiden. Young Minds. 12:1171168. doi: 10.3389/frym.2024.1171168
Theodore Zanto
Indsendt: 21. februar 2023; Accepteret: 5. september 2024; Udgivet online: 25. september 2024.
Copyright © 2024 Izbicki, Colon-Rodriguez, Mas-Herrero og Zattore

Læs videre

Du ser bolden flyve mod dig, kun en halv meter væk. Du sprinter for at gribe den, mens du pumper dine ben så hårdt, du kan. Du griber bolden og holder fast i den med fingrene. Så hører du pludselig din mors stemme kalde på dig. Det går op for dig, at det er tid til aftensmad, så du skynder dig hjem igen. Hvordan kan alt dette ske? Du ved selvfølgelig, at din hjerne styrer din krop, men hvordan ved den, hvad dine øjne ser, eller hvordan får den dine ben til at løbe? Din hjerne består af milliarder af celler, der kaldes neuroner. Dine neuroner bærer information i form af elektriske impulser. Neuronerne kommunikerer med hinanden og resten af din krop ved særlige mødepunkter, der kaldes synapser.

Vores hjerner er som utroligt komplekse puslespil med milliarder af brikker, der har vokset og udviklet sig, siden før vi blev født. Men vidste du, at små, hårlignende strukturer på vores celler kaldet primære cilier spiller en stor rolle i denne proces? Primære cilier fungerer som antenner, der hjælper vores hjerneceller med at kommunikere, rejse og endda opbygge forbindelser ved at styre samlingen af dette store puslespil. Men når de primære fimrehår ikke kan dannes ordentligt eller ikke kan fungere problemfrit, kan det påvirke udviklingen af mange organer, herunder hjernen. Forskere har fundet ud af, at kortere eller færre primære cilier er forbundet med tilstande, der kan påvirke hjernens udvikling, herunder en gruppe lidelser, der kaldes ciliopatier. Ved at forstå betydningen af primære cilier kan vi finde ud af mere om hjernens udvikling og den rolle, cilier spiller i samlingen af dette store puslespil.

Som mennesker kan vi bruge ord som “sulten” og “mæt” til at kommunikere, hvornår vi har brug for at spise i løbet af dagen. Men mus, som ofte bruges til at studere spiseadfærd i laboratoriet, kan ikke fortælle os, hvad de føler. Vi trænede mus til at fortælle os, om de var sultne eller mætte. Derefter tændte og slukkede vi for bestemte celler i et hjerneområde kaldet hypothalamus for at se, om disse specifikke celletyper kunne få en mus til at føle sig sulten eller mæt. Vores forskning viste, at når vi tændte for bestemte hjerneceller i et område kaldet hypothalamus’ bueformede kerne, fik det musene til at rapportere, at de var sultne, selv om de lige havde spist, og deres maver burde føles fyldte. Disse resultater giver os et fingerpeg om, hvordan hjernen arbejder med at kontrollere sult.

Nogle gange kan børn ikke bo hos deres biologiske (biologiske) forældre. Det kan være, fordi forældrene er syge eller ude af stand til at tage sig af deres børn på grund af de udfordringer, forældrene står over for. I sådanne tilfælde kan plejefamilier træde til og hjælpe. En plejefamilie er som en anden familie, hvor børn kan bo midlertidigt, eller indtil de bliver voksne. Plejeforældrenes opgaver er de samme som alle andre forældres: De leger med børnene, tilbyder følelsesmæssig støtte, hjælper med lektier, sørger for mad og drikke, og sørger for et trygt hjemmemiljø. Ikke desto mindre er det en stor forandring at flytte til en ny familie, og det kan være en udfordring. Nogle børn kan være vrede eller kede af det, have svært ved at stole på nye mennesker eller have oplevet slemme ting. Det vigtigste er dog, at børn og plejeforældre ikke er alene i disse situationer. Der er et stort team, kaldet familieplejesystemet, som sørger for, at børn og forældre har det bedst muligt.

Tak for din tilmelding.

Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.

Med venlig hilsen
MiLife