Warum lieben wir Musik?

Der Mensch scheint eine angeborene Musikalität zu haben. Das heißt, die Fähigkeit, komplexe musikalische Muster zu verstehen und zu genießen, scheint kulturell universell zu sein. Musikalität kommt sehr früh in der Entwicklung zum Ausdruck. In diesem Sinne kann Musik mit Sprache verglichen werden - denn Sprache ist die andere kognitiv Art, wie wir Klang nutzen. Aber während Sprache offensichtlich wichtig ist, um Sätze oder Konzepte zu kommunizieren und sich ein solches Wissen anzueignen, ist dies nicht die primäre Funktion der Musik. Vielmehr ist es die Kraft der Musik, Emotionen, Stimmungen oder affektive Geisteszustände zu vermitteln, die unserer Lebensqualität förderlich erscheint.

Was uns zu der Frage bringt, die den Titel dieses Artikels ausmacht: Warum lieben wir Musik? Im Grunde gibt es keinen ersichtlichen Grund, warum eine Folge oder ein Muster von Klängen, die keine spezifische propositionale Bedeutung haben, irgendeine Art von angenehmer Reaktion hervorrufen sollte. Doch die Musik gilt als eine unserer größten Freuden. Woher kommt dieses Phänomen?

Es gibt mehrere Ansätze für diese Frage. Ein Musikwissenschaftler hat vielleicht eine ganz andere Antwort als ein Sozialwissenschaftler. In diesem Artikel betrachten wir es aus der Sicht der Neurowissenschaft: der auditorischen Wahrnehmung und des Belohnungssystems. Diese ist der Meinung, dass die Musik ihre Kraft aus einer Interaktion zwischen diesen beiden Systemen bezieht, von denen uns das das erste erlaubt, Klangmuster zu analysieren und Vorhersagen über sie zu treffen, und das zweite die Ergebnisse dieser Vorhersagen bewertet und positive (oder negative) Emotionen erzeugt, je nachdem, ob die Erwartung erfüllt, nicht erfüllt oder überschritten wurde.

Das auditorische Wahrnehmungssystem

Es ist bemerkenswert, dass alle Geräusche - ein weinendes Baby, Donner, oder ein Walzer - von nichts anderem als Vibrationen von Molekülen in der Luft getragen werden. Unsere reiche phänomenologische Erfahrung mit diesen Klängen ist das Produkt eines ausgeklügelten Wahrnehmungssystems, das diese Schwingungen aufnimmt und in das umwandelt, was Psychologen interne Repräsentationen nennen (Wahrnehmung, Gedanken, Erinnerungen, Emotionen usw.), die mit unseren Erinnerungen an andere Klänge und dem Wissen über die Welt im Allgemeinen in Verbindung gebracht werden können. Ein Teil des Prozesses besteht darin, relevante akustische Merkmale aus den Geräuschen zu extrahieren und ein Muster zu kodieren.

Dieser Prozess wird durch Operationen in drei verschiedenen Hirnarealen durchgeführt: Hirnstamm, Thalamus und auditorischer Kortex. Eine Cellosaite schwingt beispielsweise beim Zupfen mit einer charakteristischen Frequenz, die auf der Physik ihrer Materialien und ihrer Spannung basiert; wenn es sich um die erste Saite eines konventionell gestimmten Cellos handelt, würde beispielsweise die gesamte Länge der Saite etwa 65 Mal in einer Sekunde vibrieren, was der Musiknote C entspricht. Neuronen in den vorgenannten Kernen und der Kortex reagiert synchron mit einer entsprechenden neuronalen Schwingung von 65Hz, wodurch die physische Energie in ein Muster neuronaler Aktivität umgewandelt wird, das die Schallfrequenz darstellt.

Viele Forschungen deuten darauf hin, dass Neuronen in der auditorischen Kortikalis, insbesondere in der rechten Gehirnhälfte, wichtig sind, um feine Frequenzabstufungen zu unterscheiden und das psychologische Gefühl der Tonhöhe zu erzeugen. Tonhöhe ist für die meisten Musiken von grundlegender Bedeutung, aber es reicht nicht aus, nur zu erkennen, dass sich eine Tonhöhe geändert hat; es ist wichtig, die Beziehungen zwischen Tonhöhen innerhalb eines Musiksystems zu bestimmen.

Ein Einführungsunterricht in die Musiktheorie würde dementsprechend eine Beschreibung der musikalischen Intervalle, das Verhältnis zwischen den Frequenzen zweier Töne, die die Muster bestimmen, die Melodien (wenn die Töne sequentiell sind) und Harmonien (wenn die Töne simultan sind) bilden, beinhalten. Wichtig ist, dass Intervalle durch die Beziehungen zwischen den Tonhöhen unabhängig von den Tonhöhenwerten selbst definiert werden. Das heißt, eine kleine Terz ist (ungefähr) definiert als das Verhältnis sechs zu fünf, so dass alle Frequenzen in dieser Beziehung als eine kleine Terz wahrgenommen werden.

Diese Eigenschaft, die als Transposition bezeichnet wird, ermöglicht es uns, das gleiche Lied zu erkennen, wenn es in verschiedenen Tonarten gesungen wird (wenn wir diese Kapazität nicht hätten, würden Cover bekannter Lieder nicht funktionieren). Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Hirnwege für diese Art der Berechnung außerhalb des eigentlichen auditorischen Kortex liegen, in mit ihm verbundenen Regionen, die auch an anderen Arten von sensorischen Transformationen beteiligt sind.

Eine weitere Komplikation ist, dass Geräusche sofort aus der Umgebung verschwinden - im Gegensatz zu Objekten in einer visuellen Szene. Da Geräusche evaneszent sind, benötigt das Gehirn auch einen Mechanismus, um sie vorübergehend im Gedächtnis zu behalten, um Tonhöhenverhältnisse und andere Eigenschaften zu berechnen. (Dies ist ebenso wichtig für die Sprache, wo ein Satz anderweitig nicht verstanden werden könnte, da jedes Wort in dem Moment verschwindet, in dem es gesprochen wird.) Diese Kapazität hängt von der Hirnregion ab, die als Arbeitsgedächtnis bezeichnet wird: in etwa die Fähigkeit, Informationen über kurze Zeiträume zu speichern und zu verarbeiten.

Mehrere Hirnkreise, die aus dem auditorischen Kortex stammen, vor allem der dorsolaterale frontale Kortex und die hinteren Bereiche im Parietallappen, sind für diese Fähigkeit wichtig und daher für die musikalische Wahrnehmung unerlässlich. Menschen mit angeborener Amusie (manchmal auch als Tontaubheit bezeichnet) - die Unfähigkeit, musikalische Zusammenhänge zu verstehen und damit Melodien oder andere musikalische Strukturen wahrzunehmen - haben sich als reduzierte Verbindungen zwischen auditorischen Bereichen und frontalen Bereichen erwiesen.

Das Vorhersage-System

Die vorstehende Beschreibung gibt einen kurzen und stark vereinfachten Einblick in einige der Mechanismen, die es uns ermöglichen, Töne wahrzunehmen und Beziehungen zwischen ihnen herzustellen. Aber natürlich kratzt das kaum an der Oberfläche dessen, was mit der Reaktion auf musikalische Klänge zu tun hat. Einer der wichtigsten Aspekte der Wahrnehmung, der für die Musik entscheidend ist, ist die Fähigkeit, zukünftige Ereignisse auf der Grundlage vergangener Erfahrungen zu antizipieren.

Dies ist eine wesentliche Fähigkeit zum Überleben, denn ein Organismus kann eine angemessene Reaktion auf ein Ereignis besser vorbereiten, wenn dieses Ereignis vorhergesagt werden kann. Im Falle der Musik - und, wie man denkt, der Sprache - gibt es eine reiche statistische Beziehung zwischen Klangmustern. Jedes Musiksystem, wie jede Sprache, hat eine Syntax, d.h. eine Reihe von Regeln, welche Klänge anderen Klängen folgen. Das auditorische Gehirn ist exquisit empfindlich auf solche Regelmäßigkeiten und kann statistische Zusammenhänge schnell und effizient, auch schon früh im Leben, erlernen, indem es Beispielen des jeweiligen Systems (Melodien, Rhythmen, Wörter und Sätze) ausgesetzt ist. So lernen Babys das Klangbild in ihrer Umgebung kennen.

Um die neuronalen Substrate dieser Fähigkeit zu testen, haben die Forscher Verfahren entwickelt, die eine Reihe von Klängen darstellen, die den üblichen, erwarteten Regeln folgen (z.B. eine Folge von Akkorden), und dann ein neues Element einführen, das entweder folgen sollte oder nicht, basierend auf dem Kontext (z.B. ein Akkord ohne Ton). In dieser Situation führen Verletzungen der Erwartungshaltung zu einer charakteristischen Gehirnreaktion, die ihren Ursprung in Hörbereichen und Frontalregionen hat.

Solche Ergebnisse zeigen, dass wir beim Hören von Musik nicht nur Klangeigenschaften und deren Zusammenhänge kodieren, sondern auch Vorhersagen darüber treffen, was auf uns zukommt (sonst würden wir nicht das Rütteln der Akkorde herausfinden). Solche Vorhersagen basieren nicht nur auf dem, was gerade im Moment erlebt wurde, sondern auch auf der Kenntnis von Klangmustern im Allgemeinen, die aus unserer gesamten Hörgeschichte stammen. Wenn man dem Regelsystem einer anderen Kultur nicht genügend ausgesetzt ist, sind entsprechende Vorhersagen oft schwierig, und die Musik dieser Kultur ist schwer zu verstehen. Das gleiche Prinzip würde für die Sprache einer anderen Kultur gelten.

Was ist mit dem Vergnügen?

Die oben sehr grob skizzierten Gehirnmechanismen bilden die Grundlage für eine Reihe von Wahrnehmungs- und Kognitionsfähigkeiten, ohne die Musik nicht möglich wäre. Wenn wir keine Tonhöheninformationen extrahieren, im Gedächtnis halten, Tonhöhenverhältnisse verstehen oder Vorhersagen machen könnten, könnten wir nicht das haben, was wir Musik nennen. Aber nichts davon erklärt, warum wir Musik so sehr mögen. Um Erkenntnisse über diese Frage zu gewinnen, müssen wir eine völlig andere Reihe von Gehirnstrukturen in Betracht ziehen: das Belohnungssystem.

Wissenschaftler haben viele Beweise gesammelt, sowohl aus Tierversuchen als auch aus Studien am Menschen, um das System zu identifizieren, das das Vorhandensein eines Reizes signalisiert, der für den Organismus von Wert ist. Ein offensichtliches Beispiel wäre eine hungrige Ratte, die trainiert ist, einen Hebel als Reaktion auf einen Hinweis (z.B. ein Licht, das aufleuchtet) zu drücken, um Nahrung zu erhalten. Frühe Studien zeigten, dass in dieser Situation bestimmte Neuronen, die sich tief im Subkortex, in einer Struktur namens Striatum, befinden, mit Ausbrüchen der Dopaminfreisetzung reagierten, als die Nahrung geliefert wurde.

Aber bald wurde klar, dass diese Reaktionen viel mehr taten, als nur das Vorhandensein von Nahrung zu signalisieren, denn nach einiger Zeit hörten diese Neuronen auf zu reagieren, wenn die Menge der Nahrung konstant war. Das heißt, wenn die Nahrung erwartet wurde, nahmen die neuronalen Reaktionen ab; aber wenn die Menge plötzlich größer wurde, würde eine kräftige Dopaminreaktion zurückkehren; und wenn weniger oder kein Nahrung geliefert wurde, würde die Reaktion tatsächlich unter dem Ausgangsniveau gehemmt werden. So kodierte dieses Belohnungssystem die Differenz zwischen dem, was erwartet wurde und dem, was tatsächlich erhalten wurde, ein Konzept, das als Belohnungsvorhersagefehler bekannt wurde (wobei ein positiver Belohnungsvorhersagefehler einem besseren Ergebnis entspricht als erwartet).

Es hat sich gezeigt, dass das Belohnungssystem auf eine Vielzahl komplexer Reize bei Mensch und Tier reagiert. Menschliche Neurobildgebungsstudien zeigen konsequent Aktivität im Striatum und anderen Komponenten des Belohnungssystems, wenn Menschen Bilder von Nahrung gezeigt werden, oder wenn es ihnen gelingt, Geld beim Spielen zu gewinnen, oder indem sie Videospiele spielen, oder wenn ihnen erotische Reize gezeigt werden. So wird angenommen, dass das Belohnungssystem der Reaktion auf viele verschiedene Arten von Eingaben zugrunde liegt, die global gesehen für das Überleben oder Wohlbefinden des Organismus von Vorteil sind. Nahrung und Sex sind natürlich biologisch überlebenswichtig (des Individuums bzw. der Art); und Geld kann als wertvoll angesehen werden, da man es gegen andere gewünschte Gegenstände eintauschen kann. Bildgebende Studien haben auch die Aktivität des Belohnungssystems für verschiedene Medikamente, einschließlich Kokain und Amphetamine, gezeigt.

Musik und das Belohnungssystem

Was hat Musik also damit zu tun, dass Ratten Hebel drücken oder Menschen Drogen nehmen? Als man begann musikinduziertes Vergnügen zu erforschen, wusste niemand, ob das gleiche Belohnungssystem, das auf biologisch relevante Reize reagiert, auch von einem völlig abstrakten Reiz wie der Musik beeinflusst werden würde. Denn Musik ist nicht überlebensnotwendig, noch ist sie ein Tauschmittel wie Geld, noch eine chemische Substanz wie ein Medikament, das direkte neuronale Reaktionen auslösen kann.

Forscherteams machten sich daran, diese Frage mit Hilfe von Hirnbildgebungstechniken zu untersuchen, die es ihnen ermöglichen würden, die Aktivität im Striatum während der Erfahrung von hohem Musikgenuss zu messen. Aber sie stießen sofort auf ein methodisches Problem: Wie kann man eine subjektive Antwort, wie z.B. Freude, auf eine strenge, objektive, wissenschaftlich tragfähige Weise messen? Das Studium von etwas so Komplexem und potenziell Unkontrolliertem wie musikalischen Emotionen stellte eine besondere Hürde dar. In ihrem ersten Ansatz zu dieser Frage kamen die Wissenfaftler auf die Idee, "Chills" (frösteln, Gänsehaut) zu studieren, die angenehme körperliche Reaktion, die viele Menschen beim Hören bestimmter musikalischer Passagen erleben.

Der Vorteil dieses Ansatzes war, dass das Frösteln von physiologischen Veränderungen (erhöhte Herzfrequenz, Atmung, Hautleitfähigkeit usw.) begleitet wird, aus denen sie einen objektiven Index über das Timing und die Intensität des maximalen Vergnügens ableiten können. Um diese Idee umzusetzen, haben sie jeden Teilnehmer gebeten, seine eigene Lieblingsmusik auszuwählen, die garantiert maximalen Genuss bietet. So konnten die Wissenschaftler in einer Reihe von Studien zeigen, dass sowohl dorsales als auch ventrales Striatum tatsächlich auf Momente des durch Musik induzierten Spitzenvergnügens reagiert und mit Hilfe eines neurochemisch spezifischen Radioliganden (einer radioaktiven biochemischen Substanz, die an ein relevantes Molekül bindet), dass die Dopaminfreisetzung im Striatum in diesen Momenten erfolgte.

Diese Studien haben das Verständnis von der Neurobiologie des musikalischen Vergnügens verändert, aber es blieb unbeantwortet, wie oder warum das Belohnungssystem damit arbeitet. Ein Hinweis auf diese Frage war ihre Beobachtung, dass es zwei Phasen der Dopaminreaktion gab: eine antizipative Phase, die einige Sekunden vor dem Peak-Vergnügen in einem Teilabschnitt des Striatum auftritt, und eine zweite Antwort in einer anderen Teilregion zum tatsächlichen Zeitpunkt des Vergnügens. Diese Feststellung zeigt, dass Erwartungen eine ebenso wichtige Quelle des Vergnügens sind wie Entschließungen. Interessanterweise stellen Musiktheoretiker seit vielen Jahren etwas Ähnliches fest: dass emotionale Erregung und Freude an der Musik daraus resultieren, Spannungen zu erzeugen und den Hörer dann dazu zu bringen, eine Auflösung der Spannung zu erwarten, dann aber die Auflösung manchmal verzögert oder manipuliert wird, um die Erwartung noch weiter zu erhöhen.

Die Verwendung der Chill-Antwort erwies sich als sehr nützlich; aber man könnte sich fragen, ob sich das Engagement des Belohnungssystems auf diese Erfahrung beschränkt; da nicht jeder Chills bekommt und Musik auch ohne Chills sehr angenehm sein kann, schien es wichtig zu sein, den musikalischen Genuss zu testen, ohne dass irgendwelche Chills beteiligt sind. Dazu haben die Wissenschaftler ein an die Neuroökonomie angelehntes Paradigma verwendet, bei dem Menschen Musikausschnitte hören und entscheiden, wie viel Geld sie bereit wären, auszugeben, um eine Aufnahme davon zu kaufen. Der Geldbetrag ist dann ein Indikator für den Wert und indirekt für das Vergnügen. Mit diesem Ansatz fanden sie auch heraus, dass das ventrale Striatum eine erhöhte Aktivität zeigte, wenn der Wert stieg.

Aber ein zweiter Hinweis ergab sich aus dieser Studie, weil sie auch feststellten, dass mit zunehmendem Wert und zunehmender Reaktion im Striatum die Kopplung (gemessen an der korrelierten Hirnaktivität) an den auditorischen Kortex und das damit verbundene Netzwerk umso höher war: Je mehr die Zuhörer ein bestimmtes Musikstück mochten (indiziert durch ihre Bereitschaft, mehr Geld auszugeben), desto größer war das Übersprechen zwischen Striatum und auditorischem System. Dieses Ergebnis ist wichtig, weil es die Aktivität des Wahrnehmungssystems, wie oben beschrieben, mit der des Belohnungssystems verbindet. So schlagen die Wissenschaftler vor, dass die beiden Systeme unterschiedliche Funktionen haben: Der Wahrnehmungsmechanismus berechnet die Beziehungen zwischen den Klängen und erzeugt Erwartungen basierend auf diesen Mustern ("Ich habe gerade diesen Klang gehört, gefolgt von diesem Klang, daher sollte der nächste X sein"); das Ergebnis der Vorhersage (Klang X im Vergleich zum tatsächlich wahrgenommenen Klang) wird dann vom Belohnungssystem bewertet ("X ist nicht so gut wie ich erwartet habe, daher ist es nicht angenehm, oder X ist überraschend und besser als erwartet, daher ist es sehr angenehm").

Und genau wie man es von dem Belohnungsprognosemodell erwarten kann, ist die Belohnungsreaktion am größten, weder wenn das Ergebnis genau wie erwartet (was langweilig ist), noch wenn das Ergebnis völlig unvorhersehbar (verwirrend) ist, sondern wenn es den "Sweet Spot" erreicht, irgendwie besser als erwartet zu sein. Dieses Konzept, obwohl es noch nicht vollständig definiert ist, ist eines, das Musiker intuitiv finden: Die beste Musik folgt typischerweise weder formelhaft Konventionen noch ist sie zu komplex, um es zu befolgen, sondern hat die Tugend der Mäßigung in ihrer Fähigkeit, den Hörer in einem vorhersehbaren Rahmen mit Neuem zu überraschen.

Wenn die in den vorstehenden Abschnitten dargestellte Ergebnisse des musikalischen Vergnügens grob korrekt ist, führt dies zu einigen prüfbaren Vorhersagen. Erstens haben die WIssenschaftler argumentiert, dass, wenn Musikgenuss aus Interaktionen zwischen auditiven Netzwerken und dem Belohnungssystem entsteht, solche Interaktionen bei Personen, die kein Musikgenuss erleben können, unterbrochen werden sollten. Um diese Idee zu beurteilen, suchten sie nach solchen Individuen und entdeckten, dass drei bis vier Prozent der Bevölkerung das aufweisen, was wir als "spezifische musikalische Anhedonie" bezeichneten. Diese Menschen haben eine ziemlich intakte hedonische Gesamtkapazität (sie genießen Essen, Sex, soziale Aktivitäten, Geld, sogar bildende Kunst), noch haben sie eine Wahrnehmungsstörung wie Amusie (Tontaubheit); sie genießen oder schätzen Musik einfach nicht, wie ihr Mangel an physiologischen Reaktionen darauf zeigt.

Als die Wissenschaftler ihr Gehirn scannten, entdeckten sie, dass ihr Belohnungssystem normalerweise auf ein Glücksspiel reagierte, aber nicht auf Musik; und die Kopplung zwischen Hör- und Belohnungssystem fehlte beim Musikhören im Wesentlichen. So entsteht, wie von ihrem Modell vorhergesagt, musikalische Anhedonie in Abwesenheit der typischen Interaktion zwischen den beiden Systemen.

Man könnte sagen, dass musikalische Anhedonie ein Hühner- und Eierproblem darstellt: Vielleicht ist es der Mangel an musikalischem Vergnügen, der zu einer verminderten Verbindung zwischen Hör- und Belohnungssystemen führt und nicht umgekehrt. Um eine solche Möglichkeit auszuschließen, ist es wichtig, eine zweite Vorhersage aus ihrem Modell zu testen: Wenn Aktivität im Belohnungssystem wirklich das musikalische Vergnügen untermauert, dann sollten wir in der Lage sein, dieses Vergnügen zu modulieren, indem wir die Aktivität innerhalb dieses Systems im normalen Gehirn manipulieren.

Frühere Arbeiten hatten gezeigt, dass es möglich ist, das Belohnungssystem anzuregen oder zu hemmen, indem die Dopaminaktivität im Striatum mit einer nicht-invasiven Hirnstimulationstechnik, bekannt als transkranielle Magnetstimulation, geändert wurde. Die Wissenschaftler haben vor kurzem diese Technik eingeführt, während die Menschen Musik hörten (ihre eigenen Favoriten und einige zufällige Titel) und festgestellt, dass, die Zuhörer mehr Freude verspürten und größere physiologische Reaktionen (Hautleitwert) auf Musik im Kontext der erregenden Stimulation zeigten, und weniger Freude, sogar auf ihre eigene ausgewählte Musik, zeigten und verminderte physiologische Reaktionen während der hemmenden Stimulation zeigten. Dieser Befund liefert kausale Beweise dafür, dass Musikgenuss direkt mit der Aktivität des Belohnungssystems verbunden ist.

Wir freuen uns sehr, dass sich die Musik-Neurowissenschaften in den letzten Jahrzehnten von einem Randgebiet zu einem soliden Forschungsgebiet entwickelt haben, in dem Labore in vielen Ländern wichtige Beiträge leisten und wesentliche Fortschritte in angesehenen Zeitschriften publiziert werden. Was vor nicht allzu langer Zeit noch als hartnäckiges Problem erschien, wie Musik zu starken, effektiven und angenehmen Antworten führen kann, ist heute ein Thema, das wir gut genug verstehen, um signifikante Einblicke in und prüfbare Hypothesen zu haben. Es ist eine aufregende Zeit.

Quelle (englisch) Robert Zatorre: https://www.dana.org/article/why-do-we-love-music/