Musik (Gehirn)

Der Einfluss von klassischer Musik auf das Gehirn

14.03.2015 Das Hören von klassischer Musik verändert Hirnfunktionen und könnte möglicherweise vor neurodegenerativen Krankheiten wie Parkinson schützen.

Obwohl das Hören von Musik in allen Gesellschaften verbreitet ist, sind die biologischen ausschlaggebenden Faktoren für das Musikhören im Wesentlichen unbekannt.

Aktivität der Gene wurde verändert

Laut einer neuen Studie der Universität von Helsinki vergrößerte das Hören von klassischer Musik die Aktivität von Genen, die mit Dopaminsekretion, synaptischer Neurotransmission, Lernen und Gedächtnis verbunden sind. Dagegen wurde die Aktivität der Gene 'runtergefahren', die bei der Neurodegeneration mitwirken.

Mehrere der 'hochgefahrenen' Gene sind verantwortlich für das Lernen von Liedern und Singen bei Singvögeln, was einen gemeinsamen evolutionären Hintergrund der Klang-Wahrnehmung über die Arten hinweg nahelegt, sagte die Autorin Dr. Irma Järvelä.

W.A. Mozarts Violinkonzert Nr. 3, G-Dur, K.216

Musikhören, stellt eine komplexe kognitive Funktion des menschlichen Gehirns dar, und man weiß, dass es verschiedene neuronale und physiologische Veränderungen auslöst. Jedoch ist der molekulare Hintergrund, der diesen Effekten beim Musikhören zugrundeliegt, im Wesentlichen unbekannt.

Eine finnische Arbeitsgruppe hat untersucht, wie das Hören von klassischer Musik die Genexpressionsprofile (Genexpression: wie die genetische Information eines Gens zum Ausdruck kommt und in Erscheinung tritt) von musikalisch erfahrenen als auch unerfahrenen Teilnehmern beeinflusste. Alle Teilnehmer hörten W.A. Mozarts Violinkonzert Nr. 3, G-Dur, K.216 (Dauer etwa 20 Minuten).

Auswirkungen auf Dopaminhaushalt, Lernen, Gedächtnis

Das Hören dieses Musikstücks verbesserte die Aktivität von Genen, die bei Dopaminsekretion und -transport, synaptischer Funktion, Lernen und Gedächtnis involviert sind.

Eines der am stärksten aktivierten Gene - Synuclein-Alpha (SNCA) - ist ein bekanntes Risikogen für die Parkinson Krankheit, lokalisiert in der am stärksten mit der musikalischen Begabung verbundenen Region des Gehirns. SNCA ist auch dafür bekannt, zum Lernen von Liedern bei Singvögeln beizutragen.

Neuroprotektive Effekte der Musik

Das Musikhören war aber auch mit einer Herunterregulation von Genen verbunden, die neurodegenerative Funktionen erfüllen; man kann somit von einer neuroprotektiven Rolle der Musik sprechen.

"Diese Wirkung war aber nur bei musikalisch erfahrenen Teilnehmern feststellbar, was auf die Wichtigkeit der Vertrautheit und Erfahrung bei der Vermittlung von Musik-auslösenden Effekten weist", bemerkten die Forscher.

Die Befunde beleuchten ein wenig den molekularen genetischen Hintergrund von Musikwahrnehmung und Evolution, und geben etwas mehr Auskunft über die molekularen Mechanismen, die der Musiktherapie zugrundeliegen.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Helsingin yliopisto, PeerJ Computer Science; März 2015

Gehirn: Musik und Sprache gehen gemeinsame Wege

Eine musikalische Ausbildung verbessert den Blutdurchfluss in der linken Hemisphäre (der sprachdominanten Hirnhälfte) des Gehirns laut einer neuen englischen Studie.

Forscher der Universität Liverpool sagen, diese Entdeckung weise darauf hin, dass die für Musik und Sprache verantwortlichen Bereiche gemeinsame Wege im Gehirn teilen.

Das Forscherteam des Instituts für Psychologie, Gesundheit und Gesellschaft der Universität sah sich in zwei separaten Studien die Gehirnaktivitätsmuster bei Musikern und Nicht-Musikern an.

Die erste Studie untersuchte Muster in der Gehirnaktivität bei 14 Musikern und neun Nicht-Musikern, während sie an Musik und Sprachaufgaben teilnahmen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Muster im Gehirn der Musiker bei beiden Aufgaben ähnlich waren, aber dies war nicht der Fall bei den Nicht-Musikern, berichteten die Forscher.

In der zweiten Studie wurden die Gehirnaktivitätsmuster einer anderen Gruppe mit nicht-musikalischen Teilnehmern gemessen, die an einer Sprach- und Musikwahrnehmungsaufgabe teilnahmen.

Die Messungen wurden nach 30 Minuten eines musikalischen Trainings wiederholt - sie übten eine halbe Stunde, drei Polyrhythmen mit ihren Fingern zu klopfen. Bei einer Polyrhythmik werden zwei oder mehr voneinander unabhängige Rhythmen zur gleichen Zeit gespielt, erklärten die Forscher.

Vor dem musikalischen Training zeigten die Messungen der Gehirnaktivität kein bedeutsames Muster einer Korrelation (also eines Zusammenhangs); "signifikant" wurde es hier aber nach der Übung, d.h. es wurden Ähnlichkeiten gefunden, laut den Befunden der Studie.

"Es ist faszinierend, dass sich, nach gerade mal einer halben Stunde einfacher musikalischer Ausbildung, Ähnlichkeiten in den Blutdurchflusssignaturen zeigten", sagte Studienleiterin Amy Spray.

Dies legt nahe, dass die verbundenen Gehirnmuster das Resultat der Aktivierungen von Gehirnbereichen sind, von denen man bislang annahm, dass sie mit der Sprachverarbeitung verbunden sind, erklärt Georg Mayer aus Liverpool.

"Wir können daher annehmen, dass eine musikalische Ausbildung sehr schnell eine Änderung in den kognitiven - zur Musikwahrnehmung benutzten - Mechanismen herbeiführt, und diese gemeinsamen Mechanismen kommen normalerweise bei der Benutzung der Sprache zum Einsatz."

Die Forschung wurde auf der Jahrestagung der British Psychological Society vorgestellt.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Universität von Liverpool/British Psychological Society, Mai 2014

Synchronisation der Gehirnwellen: Kann Musik Epileptikern helfen?

Scans zeigen: Gehirnwellen von Epileptikern lassen sich mit Musik synchronisieren

Das Gehirn von Menschen mit Epilepsie scheint auf Musik unterschiedlich zu reagieren als das von Nicht-Epileptikern. Dies könnte zu neuen Therapien führen, die Anfälle verhindern könnten laut einer auf der Convention der American Psychological Association präsentierten Studie.

Temporallappen-Epilepsie und auditiver Cortex

Etwa 80 Prozent der Epileptiker haben Temporallappen-Epilepsie, bei der die Anfälle im Schläfenlappen des Gehirns zu entstehen scheinen. Musik wird im auditiven Cortex in der gleichen Region des Gehirns verarbeitet.

Aus diesem Grund wollte Christine Charyton vom Ohio State University Wexner Medical Center die Wirkung von Musik auf das Gehirn von Epileptikern untersuchen.

Charyton und ihre Kollegen verglichen die musikalischen Verarbeitungsfähigkeiten der Gehirne von Menschen mit und ohne Epilepsie mit Hilfe eines Elektroenzephalogramms, bei dem Elektroden mit der Kopfhaut verbunden werden, um die Gehirnwellen zu erfassen und aufzuzeichnen.

Die Patienten hörten erst 10 Minuten nichts, gefolgt von einer Mozart-Sonate (Sonate in D-Dur, Andante Teil II - K448) oder John Coltranes My Favorite Things, dann eine zweite 10-minütige Stille-Periode, das andere der beiden Musikstücke und letzlich eine dritte 10-minütige Stille. Die Reihenfolge der Musik war zufällig.

Synchronisation der Gehirnwellen

Die Forscher fanden deutlich höhere Gehirnwellen-Niveaus bei den Teilnehmern, während sie Musik hörten.

Weit wichtiger war aber, sagte Charyton, dass die Gehirnwellen-Aktivität bei den Epileptikern sich mehr mit der Musik zu synchronisieren schien, insbesondere im Schläfenlappen, als bei Teilnehmern ohne Epilepsie.

"Wir waren von den Befunden überrascht", sagte Charyton. "Wir nahmen eigentlich an, dass Musik im Gehirn anders verarbeitet würde als Stille. Wir wussten nicht, ob dies genauso wie bei Menschen mit Epilepsie oder anders ablaufen würde."

Obwohl sie nicht glaubt, dass Musik die gegenwärtigen Epilepsietherapien ersetzen kann, könnte Musik doch eine neuartige Behandlungsoption sein, die in Verbindung mit traditionellen Behandlungsmethoden verwendet wird, um Anfälle zu verhindern.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Ohio State University, American Psychological Association; August 2015

Musikunterricht führt zur Entwicklung neuer Gehirnverbindungen bei Kindern

23.11.2016 Die Teilnahme an einem Musikunterricht vergrößert die Anzahl der Verbindungen der Gehirnfasern bei Kindern und könnte helfen, Autismus und Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) zu behandeln laut einer auf dem jährlichen Meeting der Radiological Society of North America präsentierten Studie des Hospital Infantil de México Federico Gómez.

Unterricht in Musik kann Kindern mit diesen Störungen helfen, zeigen frühere Studien - so Studienleiter Dr. Pilar Dies-Suarez - und diese Studie demonstriert, wie sich das Gehirn verändert, und wo diese neuen Faser-Verbindungen auftreten.

Die Forscher untersuchten 23 gesunde Kinder im Alter zwischen fünf und sechs Jahren. Alle Kinder waren Rechtshänder und hatten keine sensorischen, Wahrnehmungs- oder neurologischen Störungen. Keines der Kinder hatte Unterricht in einer Kunstform vorher gehabt.

Diffusions-Tensor-Bildgebung

Bei den Studienteilnehmern wurde vor und nach der Musikausbildung mit Hilfe von Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI - misst die Diffusionsbewegung von Wassermolekülen im Körpergewebe und stellt es räumlich aufgelöst dar) das Gehirn untersucht.

Erleben von Musik in einem frühen Alter kann zu einer besseren Gehirnentwicklung beitragen, wobei die Entwicklung und Etablierung von Nervennetzen optimiert und die vorhandenen Gehirnbahnen stimuliert werden, sagte Dr. Dies-Suarez.

Im Laufe des Lebens erlaubt die Reifung der Gehirnbahnen und Verbindungen zwischen motorischen, auditiven und anderen Hirnregionen die Entwicklung von zahlreichen kognitiven geistigen Fähigkeiten - einschließlich der Musikfähigkeiten.

Forceps frontalis (minor)

Frühere Studien haben Autismus-Spektrum-Störungen und ADHS mit Abnahmen bei Volumen, fraktionierter Anisotropie und Faser-Verbindungen im Forceps frontalis (minor) - im frontalen Kortex des Gehirns gelegene Bahnen - in Verbindung bringen können.

Das weist darauf hin, dass die niedrige Konnektivität im frontalen Kortex - einem Gebiet des Gehirns, das an komplizierten kognitiven Prozessen beteiligt ist - ein Biomarker dieser Störungen ist.

Zunahme bei fraktionierter Anisotropie

Als Musikunterrichtsmittel wurden Boomwhacker verwendet - Musikinstrumente aus der Gruppe der Schlagidiophone, bestehend aus unterschiedlich langen Kunststoffröhren, die harmonisch aufeinander abgestimmt sind.

Nachdem die Kinder in der Studie neun Monate in Musik unterrichtet worden waren, zeigten die DTI-Ergebnisse eine Zunahme bei der fraktionierten Anisotropie (Marker für die anatomische Beschaffenheit der weißen Substanz des Hirns: Je größer die fraktionierte Anisotropie, desto unbeschädigter die weiße Substanz) und Faser-Länge der Axone in verschiedenen Teilen des Gehirns - am stärksten im Forceps minor.

Wenn ein Kind Musikunterricht erhält, wird sein Gehirn aufgefordert, bestimmte Aufgaben durchzuführen, sagte Dies-Suarez. Diese Aufgaben schließen Hören, Motorik, Kognition, Emotionen und soziale Fähigkeiten ein, die diese verschiedenen Gehirngebiete zu aktivieren scheinen, sagten die Forscher.

Diese Ergebnisse sind womöglich aufgetreten, weil weitere Verbindungen zwischen den beiden Hirnhälften benötigt wurden. Dies könnte bei der Behandlung von Autismus und ADHS hilfreich sein, nehmen die Wissenschaftler an.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Hospital Infantil de México Federico Gómez, Radiological Society of North America; Nov. 2016

Musikalischer Unterricht fördert das Gehirn von Kindern und das Netzwerk für Entscheidungsfindung

15.11.2017 Zwei neue Studien des Brain and Creativity Institute an der University of Southern California zeigen, dass schon zwei Jahre Musikunterricht sowohl die Struktur der weißen Substanz des Gehirns, welche die Signale durch das Gehirn transportiert, als auch der grauen Substanz verändern, die die meisten Neuronen des Gehirns enthält und bei der Verarbeitung von Informationen aktiv sind.

Einfluss auf Entscheidungsfähigkeit, Aufmerksamkeit, Impulsivität

Der Musikunterricht förderte auch das Engagement von Netzwerken im Gehirn, die für die Entscheidungsfindung und die Fähigkeit, die Aufmerksamkeit zu lenken und Impulse zu hemmen, verantwortlich sind, schreibt Studienautor Assal Habibi, Assistenz-Professor für Psychologie im Fachblatt Cerebral Cortex.

gehirn-musik

Erste im letzten Jahr veröffentlichte Ergebnisse zeigten, dass Musiktraining die Reife in Gehirnbereichen beschleunigt, die für Klangverarbeitung, Sprachentwicklung, Sprachwahrnehmung und Lesekompetenz verantwortlich sind.

Für die neuesten Studien verfolgten und überwachten die Neurowissenschaftler und Psychologen die Veränderungen bei 20 Kindern, die im Alter von 6 oder 7 Jahren mit dem Programm des Los Angeles Philharmonic Youth Orchestra Los Angeles bei HOLA begonnen hatten, Musik zu spielen und zu verstehen.

Die Schüler des Youth Orchestra Los Angeles in dieser Studie lernten in Ensembles und Gruppen, Instrumente wie die Violine zu spielen und übten bis zu sieben Stunden pro Woche.

Die Wissenschaftler verglichen die Musiker auch mit Gleichaltrigen aus zwei anderen Gruppen: 19 Kinder in einem Gemeinschafts-Sportprogramm und als Kontrollgruppe 21 Kinder, die an keinen speziellen außerschulischen Programmen beteiligt waren.

Auditorische Bereiche in der rechten Hirnhälfte

Die Kinder, die das Musiktraining absolviert hatten, zeigten Unterschiede in der Dicke der auditorischen Bereiche in der rechten Hirnhälfte - im Vergleich zur linken Hemisphäre, ein Zeichen dafür, dass das Musiktraining die Gehirnstruktur beeinflusst.

Darüber hinaus zeigten Kinder, die Musik spielen und verstehen lernten, eine stärkere Robustheit der weißen Substanz, und Hinweise für eine stärkere Konnektivität im Corpus callosum, einem Bereich, der die Kommunikation zwischen den beiden Gehirnhälften ermöglicht.

In einer anderen Studie, die vor zwei Wochen in der Zeitschrift PLoS One veröffentlicht wurde, stellten die Neurowissenschaftler vom BCI fest, dass die jungen Musiker - während sie eine intellektuelle Aufgabe durchführten - eine größere Beteiligung eines Gehirnnetzwerks zeigten, das an Exekutivfunktionen und Entscheidungsfindung beteiligt ist.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: University of Southern California - Cerebral Cortex - DOI: 10.1093/cercor/bhx286; Nov. 2017

Gedankenlesen: Computer identifiziert Musikstücke im Gehirn

02.02.2018 Maschinen, die Gedanken lesen können, scheinen ein Stückchen mehr Realtität zu werden. Eine neue Studie des D'Or Institute for Research and Education benutzte einen Magnetresonanztomographen, um die Gedanken - in Form von Musik - der Teilnehmer zu lesen und herauszufinden, welches Lied sie hörten.

In der in Scientific Reports veröffentlichten Studie hörten sechs Teilnehmer 40 Musikstücke (aus den Richtungen klassische Musik, Rock, Pop, Jazz und andere).

Neuronaler Fingerabdruck

Der "neuronale Fingerabdruck" jedes Liedes im Gehirn der Teilnehmer wurde von der MRT-Maschine erfasst und das Computerprogramm lernte, die Gehirnmuster zu identifizieren, die von jedem Musikstück hervorgerufen wurden.

Musikalische Merkmale wie Tonalität, Dynamik, Rhythmus und Klangfarbe wurden dabei vom Computer berücksichtigt.

Gehirndekodierung

Danach war der Computer in der Lage, den umgekehrten Weg zu gehen: Das Programm identifizierte anhand der Gehirnaktivität, welche Lieder die Teilnehmer hörten - eine Technik, die als Gehirndekodierung bekannt ist.

Konfrontiert mit zwei Optionen, zeigte der Computer bis zu 85% Genauigkeit bei der Identifizierung des richtigen Songs, was eine großartige Leistung im Vergleich zu früheren Studien ist, schreiben die Neurowissenschaftler.

Die Forscher machten dann den Test für das Programm noch härter, indem sie dem Computer nicht zwei, sondern 10 Optionen (z.B. eine richtige und neun falsche) zur Verfügung stellten.

In diesem Szenario lag das Computerprogramm bei 74% der Entscheidungen richtig, wenn es den Song korrekt identifizieren sollte, den die Probanden bzw. deren Gehirne hörten.

Laut Studienautor Sebastian Hoefle von der Federal University of Rio de Janeiro bieten Hirndekodierungsforschungen Alternativen, um die neuronale Funktionsweise zu verstehen und mit ihr mittels künstlicher Intelligenz zu interagieren.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Federal University of Rio de Janeiro; Scientific Reports - Feb. 2018

Das Erlernen eines Musikinstruments oder einer anderen Sprache führt zu einem effizienteren Gehirn.

18.05.2018 Psychologen haben herausgefunden, dass Musiker und zweisprachige Menschen weniger Gehirnressourcen verbrauchen, wenn sie eine Aufgabe im Arbeitsgedächtnis bewältigen laut einer in der Zeitschrift Annals of the New York Academy of Sciences veröffentlichten Studie.

Besseres Arbeitsgedächtnis

Musiker und bilinguale Menschen zeigten schon in früheren Studien ein besseres Arbeitsgedächtnis - der Fähigkeit, Dinge im Gedächtnis zu behalten, wie das Erinnern an eine Telefonnummer, eine Liste von Anweisungen oder Kopfrechnen. Doch woran das liegt, war nicht klar.

In der aktuellen Studie betrachteten die Forscher mittels MRT-Scans die Gehirne von 41 jungen Erwachsenen im Alter von 19-35 Jahren.

Diese wurden in drei Kategorien eingeteilt:

Für jeden Teilnehmer wurden Gehirnscans gemacht, während die Probanden sagen sollten, ob der Ton / Klang, den sie hörten, der gleiche war wie der zuvor gehörte. Vorgespielt wurden Klänge, Geräusche von Musikinstrumenten, der Umwelt und von Menschen.

Die Teilnehmer sollten auch herausfinden, ob das Gehörte aus der gleichen Richtung wie das vorherige Geräusch kam.

Schnelleres Arbeitsgedächtnis


Bild: Gerd Altmann

Die Musiker erinnerten sich schneller an die Art des Klangs als die Teilnehmer der anderen Gruppen. Auch bewältigten die Zweisprachigen und die Musiker die Ortsaufgabe besser.

Zweisprachige Personen schnitten beim Klang-Erinnerungstest etwa gleich gut ab wie einsprachige Teilnehmer, die kein Musikinstrument spielten, zeigten aber weniger Gehirnaktivität bei der Ausführung der Aufgabe.

Gehirnaktivität

Zweisprachige Menschen könnten länger zur Verarbeitung der Töne brauchen, da die Informationen durch zwei Sprachbibliotheken laufen und nicht nur durch eine, sagt Dr. Claude Alain, außerordentlicher Professor am Fachbereich Psychologie der Universität Toronto.

Während dieser Aufgabe zeigten die Gehirne von Zweisprachigen größere Anzeichen von Aktivierung in Bereichen, die für das Sprachverstehen bekannt sind, was diese Theorie unterstützt.

Als nächstes untersuchen die Psychologen die Auswirkungen von Kunst und musikalischer Ausbildung bei Erwachsenen, um zu sehen, ob dies zu Veränderungen in der Gehirnfunktion führt.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Annals of the New York Academy of Sciences (2018). DOI: 10.1111/nyas.13717

Warum wir zur Musik wippen

16.08.2018 Wenn wir Musik hören, wippen wir oft mit den Füßen oder wiegen mit dem Kopf im Takt - aber warum tun wir das? Neue Untersuchungen deuten darauf hin, dass der Grund dafür darin liegen könnte, wie unser Gehirn niederfrequente Geräusche verarbeitet.

Die in Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Studie zeichnete die elektrische Aktivität des Gehirns von Teilnehmern auf, während sie rhythmische Muster hörten, die entweder in tiefen oder hohen Tönen gespielt wurden.

Synchronisierung von Gehirnaktivitäten und rhythmischer Struktur

Die Befunde ergaben, dass während des Zuhörens die Gehirnaktivitäten der Probanden und die rhythmische Struktur des Klangs synchronisiert wurden - insbesondere bei der Frequenz des Taktes.

Dr. Sylvie Nozaradan vom MARCS-Institut der Western Sydney Universität sagt, dass der Bass einen neurophysiologischen Gehirnmechanismus nutzt, der das Gehirn essentiell dazu zwingt, sich auf den Beat zu konzentrieren.

Immer mehr deutet auf die Annahme, dass die selektive Synchronisation großer Neuronen-Pools des Gehirns mit der Beat-Frequenz die Wahrnehmung und Bewegung zum musikalischen Beat unterstützen kann, sagt Nozaradan.

Klinische Rehabilitation

Diese Forschungsarbeit ist zwar ein wichtiger Schritt, um das Rätsel zu lösen, warum wir "im Takt der Trommel tanzen", sagt Co-Autor Dr. Peter Keller, aber diese Erkenntnisse könnten sich auch in der klinischen Rehabilitation als wichtig erweisen.

Musik wird zunehmend in der klinischen Rehabilitation von kognitiven und motorischen Störungen eingesetzt, die durch Hirnschäden hervorgerufen werden, und ein besseres Verständnis des Zusammenhangs zwischen Musik und Bewegung könnte zur Entwicklung solcher Behandlungen beitragen, sagt Keller.

Zukünftige Forschungsarbeit ist notwendig, um zu klären, welche Netzwerke im Gehirn für diese Synchronisation mit dem Beat verantwortlich sind und wie sie sich von frühester Kindheit an entwickelt, sagt Nozaradan.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Proceedings of the National Academy of Sciences - https://doi.org/10.1073/pnas.1801421115

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