Es kommt vielleicht noch nicht in einem West-End-Musical vor, aber Wissenschaftler sagen, dass sie eine unerwartete Reaktion auf das Singen im Gehirn gefunden haben.
Forscher sagen, dass sie bestimmte Gruppen von Neuronen gefunden haben, die anscheinend selektiv auf den Klang von Gesang reagieren.
Ein Team von Wissenschaftlern in den USA berichtet in der Zeitschrift Current Biology, wie sie ihre Entdeckung machten, indem sie die elektrische Aktivität im Gehirn von 15 Teilnehmern aufzeichneten, denen vor der Operation Elektroden in den Schädel eingeführt wurden, um epileptische Anfälle zu überwachen.
Das Team zeichnete die elektrische Aktivität als Reaktion auf 165 verschiedene Geräusche auf, von Instrumentalmusik über Sprache bis hin zu Geräuschen wie Hundegebell, und verarbeitete sie dann mit einem Algorithmus. Sie kombinierten die Ergebnisse mit Daten aus fMRT-Gehirnscans, die zuvor von 30 verschiedenen Personen gesammelt wurden, um die Position der Muster im Gehirn zu kartieren.
Dr. Samuel Norman-Haignere, Mitautor der Studie an der University of Rochester, sagte, das Team habe beschlossen, die Daten aus den verschiedenen Ansätzen zu kombinieren, um ihre jeweiligen Schwächen zu überwinden und ihre Stärken zu kombinieren.
„fMRI ist eines der Arbeitspferde der menschlichen kognitiven Neurowissenschaften, aber es ist sehr grob. Intrakranielle Daten sind viel präziser, haben aber eine sehr schlechte räumliche Abdeckung“, sagte er.
Die Ergebnisse bestätigten frühere Erkenntnisse aus fMRT-Scans, dass einige Neuronen nur auf Sprache oder stärker auf Musik reagieren. Sie zeigten jedoch auch Populationen von Neuronen, die selektiv auf den Klang von Gesang zu reagieren scheinen und nur sehr schwache Reaktionen auf andere Arten von Musik oder Sprache allein zeigen.
„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Darstellungen von Musik in Subpopulationen unterteilt sind, die für verschiedene Musikarten selektiv sind, von denen eine auf die Analyse von Liedern spezialisiert ist“, schreibt das Team.
Die Arbeit zeigt, dass diese liedspezifischen Neuronen im oberen temporalen Gyrus zu sitzen scheinen, in der Nähe von Bereichen, von denen zuvor festgestellt wurde, dass sie besonders auf Musik oder Sprache reagieren.
Die Autoren schreiben, dass es wahrscheinlich ist, dass die liedselektiven Neuronen in früheren Arbeiten nicht allein mit fMRT-Scans entdeckt wurden, da die Verwendung von Elektroden eine feinkörnigere Messung der Aktivität von Neuronen ermöglicht.
Die Forscher fügen hinzu, dass derzeit daran gearbeitet wird, zu verstehen, worauf diese Bereiche des Gehirns beim Singen reagieren – zum Beispiel, ob es sich um Tonhöhe und Klangfarbe oder um Melodien und Rhythmen handelt – und sie hoffen auch zu erforschen, wie eine solche Selektivität währenddessen entstanden ist Entwicklung oder Evolution.
„Unsere Studie ist ein erster Schritt zur Beantwortung dieser langjährigen Fragen“, schreiben die Autoren.
Sie eröffnen auch die Möglichkeit, die Auswirkungen der Aktivierung von Bereichen des Gehirns im Zusammenhang mit Liedern zu untersuchen und Interaktionen mit anderen Teilen des Gehirns zu untersuchen, wobei festgestellt wird, dass Lieder bestimmte Emotionen oder Erinnerungen hervorrufen können.
Sophie Scott, Professorin für kognitive Neurowissenschaften am University College London, die nicht an der Forschung beteiligt war, begrüßte die Studie.
„Die Singstimme ist das einzige Musikinstrument, mit dem fast jeder geboren wird, daher könnte man erwarten, dass wir im Vergleich zu anderen Arten von Musik eine ziemlich andere Beziehung zum menschlichen Gesang haben“, sagte sie.
„Wir wissen, dass es einige signifikante Unterschiede zwischen den Gehirnsystemen gibt, die steuern, wie wir sprechen, und denen, die steuern, wie wir singen. Daher ist es sehr interessant, dass einige dieser Unterschiede auch beim Hören menschlicher Lieder zu sehen sind.“
Dr. Ediz Sohoglu, ein kognitiver Neurowissenschaftler an der University of Sussex, sagte, die Ergebnisse seien bemerkenswert.
„Eine der interessanten Fragen, die sich stellen, ist, warum sich das Gehirn entwickelt oder durch Erfahrung geformt hat, um solche spezialisierten Neuronen zu entwickeln. Warum nicht einfach dieselben Neuronen für mehrere Zwecke verwenden, um mehr als eine Art von Geräuschen zu verarbeiten?“ er sagte.
„Eine Möglichkeit ist, dass spezialisierte Neuronen einem Zuhörer helfen, sich in lauten Umgebungen auf bestimmte Geräusche zu konzentrieren. Wenn ich zum Beispiel in einem Konzert meinem Lieblingssänger zuhöre, fällt es mir vielleicht leichter, die laute Unterhaltung hinter mir zu ignorieren – die in einem anderen Teil meines Gehirns repräsentiert würde.“