Hjerneforskere er tossede med at bruge musik til at undersøge hjernen

Du ved det måske ikke, men når du trykker play på Spotify eller iTunes, og dit yndlingsnummer flyder ud af højttalerne, pulserer din hjerne af aktivitet. Og en ting er sikkert:

Det er lige meget, om dit jam er tysk schlager eller sydafrikansk indiepop – når tonerne rammer din øregang og boogie-woogi’er sig videre via dine sensoriske nerver til hjernestammen, sætter din hjerne i sving med at forudsige, hvad der vil ske i musikken.

»Ideen om, at hjernen altid prøver at være et skridt foran, har vundet stort indpas i hjerneforskningen i de sidste 20 år, og der er kommet meget evidens for, at særligt musik tænder op under hjernens forudsigelsesmekanisme,« siger Niels Chr. Hansen, som er adjunkt ved Aarhus Institute of Advanced Studies og Center for Music in the Brain på Aarhus Universitet.

Niels Chr. Hansen er aktuel med et nyt studie, hvor han sammen med forskerkollegaer netop har spillet musik for deltagerne for at undersøge hjernens evne til at forudsige den nære fremtid.

Derfor dykker Brainstorm i denne artikel ned i, hvorfor musik er så kraftfuldt et redskab indenfor hjerneforskning - især når hjerneforskere skal undersøge hjernens forunderlige forudsigelseskraft.

Bach-musik fræset til ukendelighed

Forestil dig de vidunderlige musikalske værker af den tyske komponist Johann Sebastian Bach - en af barokkens musik-mestre… og forestil dig nu Bachs store tonekunst sønderhakket og forvrænget til ukendelighed.

Det er nogenlunde sådan, Niels Chr. Hansen og hans forskerkollegaer har behandlet Bachs store kunst i det nye studie, og selvom det lyder ret morderisk, er der en mening med at fræse Bachs klassikere i stumper og stykker.

Forskerne har kun haft brug for nogle bestemte melodifraser, der ender eller begynder med toner, hvor du ofte kan gætte dig til, hvilken tone der følger efter, og toner, hvor du ikke kan regne ud, hvad der kommer bagefter.

De melodistumper har forskerne spillet for forsøgsdeltagerne og blandt andet spurgt dem, hvor afsluttet eller uafsluttet musikken lyder - altså, om de regner med, at en bestemt tone følger efter.

Formålet er at undersøge, hvor god hjernen er til at forudsige fremtiden baseret på den information, den allerede har - såsom hvilke toner der normalt følger hinanden i musik.

»Deltagerne bedømmer melodiske fraser, der skaber usikre forventninger, som mere afsluttede og dvæler også længere ved dem. Det tyder på, at hjernen opfatter sandsynligheder i musikken og dermed altid prøver at være et skridt foran og forudsige fremtiden,« siger Niels Chr. Hansen.

Hvis du vil høre, hvordan de musikfraser, der skabte usikre eller sikre forventninger lyder, og høre mere om studiet, så lyt til Brainstorms podcast-episode 'Er hjernen blot en forudsigelsesmaskine?'.

Musik pirrer hjernens forudsigelsesmekanismer

Det nye Bach-studie illustrerer, hvordan musik kan bruges til at undersøge teorien om den forudsigende hjerne. En udbredt teori om, at vores hjerne hele tiden skaber forklaringer og hypoteser om fremtiden ud fra de sanseindtryk, vi møder.

For at studere hjernens evne til at forudsige fremtiden har forskere i det nye studie været nødt til at give studiedeltagerne en stimulus, der skaber forventninger i hjernen - det er musik et eminent redskab til, fortæller Niels Chr. Hansen, som selv har musik som et af sine primære forskningsområder.

»Musik pirrer vores hjerne til at forudsige, hvad der vil ske i musikken. Når nogen taler til dig, kan du nok ofte gætte dig til, hvilket ord der som det næste vil komme ud af din samtalepartners mund. Men du kan ikke så godt regne ud, præcist hvornår de siger det næste ord,« siger han og fortsætter:

»Når du hører musik, kan du ofte både gætte, hvad der vil ske i musikken, men også hvornår det vil ske,« fortæller han.

Det skyldes, at musik i modsætning til kunstmalerier har en fast rytme. Tale har også en vis rytme, men den er svagere end i musik. Musikken faste rytme øger hjernens opmærksomhed mod musikken og skaber ekstra stærke forventninger i hjernen, viser studier.

Den kunstart, der er lettest at afkode i hjernen

Niels Chr. Hansen er ikke alene om at synes, at musik er et kraftfuldt redskab til at dykke ned i hjernens gåder.

Professor Gitte Moos Knudsen er hjerneforsker med adskillige videnskabelige studier bag sig. Hendes forskning handler især om, hvordan lægemidler påvirker hjernen, men selvom hun ikke er musikforsker mener hun, at musik er et glimrende redskab til at forstå hjernen.

»Musik er nok den kunstart, der lettest lader sig afkode i hjernen. Hvis du vil undersøge for hjerneeffekter af malerkunst eller andre kunstarter, er det ikke så nemt,« siger Gitte Moos Knudsen, leder og professor på Neurobiology Research Unit på Rigshospitalet og Københavns Universitet.

Vi vender tilbage til, hvorfor andre kunstarter kan være tungere at danse med, hvis man er hjerneforsker, men først et par ord om, hvilke kvaliteter der gør musik så egnet inden for hjerneforskning.

Musik går kun én vej

En af de karakteristika, der gør musik til en af de nemmere stimuli at afkode i hjernen, er, at musik forløber over tid.

»Musik kan kun opleves én vej; fra begyndelsen til slutningen. Det vil sige, at vi kan relatere hjernens signaler til konkrete begivenheder i musikken,« siger Niels Chr. Hansen.

Hvis deltagerne i Bach-studiet for eksempel havde kigget på et maleri i stedet for at høre musik, havde forskerne udover hjerneskanneren være nødt til at monitorere, hvor forsøgspersonerne kiggede hen på kunstværket, for at finde ud af hvad hjernen helt præcist reagerede på.

Når forskerne vil undersøge hjernens reaktion på musikken, kan de derimod nøjes med at lægge forsøgspersonerne i en hjerneskanner og eksempelvis se, at hjernen reagerer på en helt særlig måde, hver gang den hører en bestemt akkord, fortæller Gitte Moos Knudsen.

Musik er logisk opbygget

Nogen siger, at du ikke kan sætte kunst på formel, men det passer faktisk ikke helt, når det gælder musik.

Forskere kan nemlig føre statistik over, hvordan musik er bygget op, og det er endnu en kvalitet, der gør musik til et brugbart redskab inden for hjerneforskning.

I Bach-studiet var den kvalitet afgørende for, at forskerne på forhånd kunne forudsige, hvilke melodifraser der sandsynligvis ville skabe usikre forventninger hos studie-deltagerne.

For at lave den forudsigelse, puttede forskerne en masse musiknumre ind i en statistisk computermodel, der kan beregne, hvilke toner der typisk følger hinanden i vestlig musik.

»Det ville have været meget svært at lave en computermodel, som kan undersøge et visuelt kunstværk på samme måde,« siger Niels Chr. Hansen.

At forskerne ikke ville kunne have lavet den samme statistiske sandsynlighedsberegning for, hvilke ting ved et kunstværk vores hjerne typisk reagerer på, hænger igen sammen med, at vi ikke oplever visuel kunst over en bestemt tidsperiode.

Ofte det bedste redskab i kassen

Nu sidder du måske og undrer dig over, hvorfor hjerneforskere ikke bare smider malerier og sprog på porten, når musik har så mange fortræffelige kvaliteter.

Men så simpelt er det naturligvis ikke.

Musik er ofte et effektivt redskab til at undersøge forskellige hjerneteorier, især teorien om den forudsigende hjerne, men ultimativt afhænger det af, hvad forskningsspørgsmålet er.

»Hvis du for eksempel gerne vil vide, hvad tidligere erfaringer betyder for din følelsesmæssige respons på musikken, så er musik meget brugbart, men vi har mange forskellige redskaber til at forstå hjernen, og det gælder om at finde det redskab, der bedst besvarer forskningsspørgsmålet,« siger Gitte Moos Knudsen.

Musik er altså ikke et vidundermiddel, der kan løse alle hjernens gåder, men når forskere har et forskningsspørgsmål, der faktisk kan undersøges via musik, kan det ofte vise sig at være det bedste redskab i kassen.

Det gælder især, når spørgsmålet drejer sig om den forudsigende hjerne.