Ajankohtaista

Musiikin synnyttämät aivovasteet paljastavat muusikon

musiikki.jpg
Muusikkoutta parhaiten ennustavat aivoalueet. Punainen: oikean ja vasemman pihtipoimun etuosa. Vihreä: oikea alempi etulohkopoimu. Sininen: oikea ylempi ohimolohkopoimu. Harmaa: häntätumake, keskimmäinen etulohkopoimu, alempi etulohkopoimu.

Musiikin kuuntelun synnyttämät aivovasteet paljastavat, onko kuulija saanut musiikillista koulutusta. Tämä ilmenee Jyväskylän ja Aarhusin yliopistojen ja AMI Centerin tekemästä tutkimuksesta. Tutkijat sovelsivat laskennallisen musiikkianalyysin ja koneoppimisen menetelmiä musiikin kuuntelun aikana kerättyyn aivokuvantamisdataan. Siten he pystyivät ennustamaan kuulijan muusikkouden.

Tulokset osoittavat musiikillisen koulutuksen vaikutuksen musiikin aivovasteisiin sellaisella tarkkuudella, että sen perusteella voidaan ennustaa muusikkous riippumatta kuulijan musiikkimausta tai musiikillisesta taustasta. Tutkimus paljasti myös, että parhaiten muusikkoutta ennustavat aivoalueet sijaitsevat aivojen oikean puolen otsa- ja ohimolohkoissa, mikä on linjassa aikaisempien musiikin ja puheen prosessointia koskevien tulosten kanssa. Tutkimus julkaistiin Scientific Reports -lehdessä 15. tammikuuta 2018.

Tutkimuksessa käytettiin Aarhusin yliopiston professori Elvira Bratticon ryhmän aivokuvantamisdataa. Data mitattiin toiminnallisen magneettikuvauksen (fMRI) avulla 18 muusikon ja 18 ei-muusikon aivovasteita, kun nämä kuuntelivat eri tyylilajeja edustavaa musiikkia. Tämän jälkeen tutkijat analysoivat koehenkilöille soitetun musiikin laskennallisilla tietokoneanalyysimenetelmillä.

– Tutkimuksessa oli uutta, että mallinsimme musiikin aivoprosessien ajallista dynamiikkaa perinteisesti käytettyjen staattisten esitysmuotojen sijaan. Dynamiikan huomioonottaminen paransi tuloksia merkittävästi, tutkimuksen pääkirjoittaja ja tutkijatohtori Pasi Saari Jyväskylän yliopistosta toteaa.

Mallinnuksen viime vaiheessa tutkijat käyttivät koneoppimisalgoritmeja muodostamaan mallin, joka ennustaa koehenkilöiden muusikkouden eri aivoalueiden aktivaatioiden perusteella.

Tietokonemalli kykeni paljastamaan koehenkilöiden muusikkouden 77 %:n tarkkuudella. Aivoalueet, jotka parhaiten ennustivat muusikkoutta, sijaitsivat oikean aivopuoliskon alueilla. Niiden on havaittu olevan yhteydessä keskittyneisyyteen, tarkkaavaisuuteen sekä musiikillisen rakenteen ja musiikillisten piirteiden prosessointiin.

– Näiden aivoalueiden voidaan katsoa olevan niitä musiikin prosessoinnin ydinalueita, joihin pitkäaikainen musiikillinen koulutus eniten vaikuttaa, tutkijatohtori Iballa Burunat Jyväskylän yliopistosta kertoo. Hän on yksi artikkelin kirjoittajista.

Oikean aivopuoliskon alueilla erityisesti korkeamman tason piirteiden, kuten tonaliteetin ja pulssin, prosessoinnin havaittiin riippuvan voimakkaasti musiikillisesta koulutuksesta.

– Tutkimuksen uutuus on laskennallisen musiikkianalyysin ja toiminnallisen magneettikuvauksen yhdistäminen realistiseen musiikinkuuntelutilanteeseen, joka ottaa huomioon musiikin aivoprosessin ajallisen dynamiikan. Se tuo uusia menetelmiä aivovasteiden perusteella tehtävään koehenkilöiden luokitteluun, huomauttaa Jyväskylän yliopiston akatemiaprofessori Petri Toiviainen, yksi artikkelin kirjoittajista.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Suomen Akatemia ja Danish National Research Foundation.

Lisätiedot:

Petri Toiviainen, petri.toiviainen@jyu.fi, 050 354 1753
musiikin, taiteen ja kulttuurin tutkimuksen laitos, Jyväskylän yliopisto

Elvira Brattico, elvira.brattico@clin.au.dk
Center for Music in the Brain (MIB), Department of Clinical Medicine, Aarhus University & The Royal Academy of Music Aarhus/Aalborg (RAMA), Aarhus, Denmark

Artikkelin tiedot:
Saari, P., Burunat, I., Brattico, E., & Toiviainen, P. (2018). Decoding musical training from dynamic processing of musical features in the brain. Scientific Reports 8, Article number: 708. DOI:10.1038/s41598-018-19177-5
linkki: https://www.nature.com/articles/s41598-018-19177-5

kuuluu seuraaviin kategorioihin: ,