Frontiers for Young Minds

Unser Gedächtnis für Musik

Probieren Sie diese einfache Übung aus: Gehen Sie zu Ihrer Musikbibliothek, wählen Sie ein Lied aus und spielen Sie die ersten 3 Sekunden ab. Gib dir 1 Punkt, wenn du es schaffst, mindestens die nächsten 5 Sekunden dieses Songs zu singen oder zu summen. Tun Sie dies für 20 Songs. Wie viele Punkte hast du erzielt? Wir wären nicht überrascht, wenn es mehr als 15 wären. Denken Sie jetzt darüber nach, was Sie gerade getan haben. Sie können mühelos die Tonhöhe, den Rhythmus und vielleicht sogar die Texte von mehr als 15 Songs in kurzer Zeit abrufen. Das sind viele Daten, die Sie aus Ihrem Gehirn beschwören konnten, einfach so!Unser Gehirn besitzt eine bemerkenswerte Fähigkeit, Erinnerungen an Musik zu machen, zu speichern und abzurufen, auch wenn wir uns dessen nicht bewusst sind. Wenn Sie beispielsweise einen eingängigen Song hören, können Sie sich höchstwahrscheinlich einige Tage später an Teile davon erinnern. Nachdem Sie es mehrmals gehört haben, wissen Sie es vielleicht auswendig. Denken Sie darüber nach, wie viel mehr Aufwand es braucht, um Informationen aus einem Lehrbuch zu lernen oder sich an die Details der täglichen Ereignisse in Ihrem Leben zu erinnern. Noch faszinierender ist, dass musikalische Erinnerungen bei Menschen, die an Amnesie leiden — das ist der klinische Begriff für Gedächtnisverlust – sehr gut erhalten zu sein scheinen.

In seinem populären Buch Musicophilia erzählt Dr. Oliver Sacks die Geschichte des Musikers und Musikwissenschaftlers (d.h., ein Experte, der Musik studiert) Clive Wearing, der nach einer verheerenden Gehirninfektion namens Herpes-Enzephalitis nicht in der Lage war, „länger als einen Augenblick einen Eindruck von irgendetwas zu behalten“ (, Kapitel 15). Herr Wearing konnte sich auch nicht an fast seine gesamte Vergangenheit erinnern, aber er konnte Musikstücke aus dem Gedächtnis auf dem Klavier spielen und die Melodien singen, während er einen Chor leitete. Der Fall von Mr. Wearing ist nicht einzigartig – auch Nichtmusiker mit schwerer Amnesie können bleibende Erinnerungen an Musik zeigen (, Kapitel 29). Was ist dann das Besondere an der Fähigkeit dieser Menschen, sich an Musik zu erinnern, auch wenn sie sich an nichts anderes erinnern können? In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wo musikalische Erinnerungen im Gehirn dargestellt werden können und wie sie überleben können, während andere Erinnerungen verloren gehen.

Wie unterscheiden sich musikalische Erinnerungen von anderen Langzeitgedächtnissen?

Um Langzeitgedächtnisse (d. H. Persönliche Erfahrungen und Kenntnisse) zu bilden und abzurufen, arbeiten mehrere Regionen des Gehirns zusammen, um ein koordiniertes Netzwerk zu bilden, das Informationen von einer Gehirnregion zur anderen überträgt. Wenn Sie sich zum Beispiel daran erinnern, wie etwas, das Sie früher an diesem Tag gesehen haben, aussah, verwenden Sie Ihren Hinterhauptlappen, der am Sehen beteiligt ist. Wenn Sie sich daran erinnern, woran Sie früher gedacht haben, oder sich fragen, wie etwas, das passiert ist, stattdessen anders passiert ist, verwenden Sie Ihren Frontallappen (was für das Denken wichtig ist). Wenn Sie sich an andere Momente in der Zeit erinnern, wie zum Beispiel an Ihre eigene Vergangenheit (oder wenn Sie an Ihre eigene Zukunft denken), verwenden Sie mehrere Gehirnregionen, einschließlich des Temporal- und Frontallappens . Alle diese verschiedenen Darstellungen werden in einer bestimmten Region des Gehirns, dem Hippocampus, innerhalb der Temporallappen zusammengesetzt, um ein Gedächtnis zu bilden.Die Gehirninfektion von Mr. Wearing zerstörte seinen Hippocampus und andere nahe gelegene Gehirnregionen und verursachte Amnesie. Der berühmte Patient Henry Molaison, bekannt unter seinen Initialen als „H.M.“, erlitt ebenfalls einen schweren Gedächtnisverlust, nachdem Ärzte seinen Hippocampus und die Spitzen beider Temporallappen operativ entfernt hatten (siehe Abbildung 1). Durch die Untersuchung der Fälle von Mr. Wearing, H.M., und andere Personen mit Amnesie können wir schließen, dass der Hippocampus und benachbarte Regionen des Temporallappens entscheidend für die Schaffung und den Zugriff auf Langzeitgedächtnisse sind.

Eine weitere Erkrankung, die den Hippocampus und nahe gelegene Regionen des Temporallappens schädigt, ist Demenz — ein Syndrom, das das Gedächtnis, das Denken und die Fähigkeit einer Person zur Interaktion mit anderen Menschen beeinträchtigt. Bei Menschen mit Demenz beginnen ihre kognitiven Fähigkeiten langsam zu sinken. Beginnend mit einer leichten Amnesie verschlechtert sich ihr Zustand über viele Jahre allmählich bis zu dem Punkt, an dem sie nicht mehr für sich selbst sorgen können . Mit fortschreitender Krankheit zeigen ihre Gehirne immer mehr Schäden im gesamten Netzwerk von temporalen, frontalen und anderen Regionen, die am Denken über sich selbst beteiligt sind .Doch trotz tiefgreifendem Gedächtnisverlust und sogar einem Verlust des Wissens darüber, wer sie sind, zeigen Menschen mit Demenz oft ein bemerkenswertes Gedächtnis für Musik (, Kapitel 29). Ihre musikalischen Erinnerungen überleben irgendwie die weit verbreiteten Hirnschäden, auch wenn andere Langzeitgedächtnisse dies nicht tun. Könnten musikalische Erinnerungen irgendwo anders im Gehirn verarbeitet werden, in einem Bereich, der von dem Netzwerk von Regionen getrennt ist, die am Langzeitgedächtnis beteiligt sind?Um diese Frage zu beantworten, zeichneten die Forscher die Gehirnreaktionen von 32 gesunden jungen Erwachsenen auf, während sie sorgfältig ausgewählte Ausschnitte bekannter, kürzlich bekannter und völlig unbekannter Musikstücke hörten . Die bekannten Stücke wurden aus Songs ausgewählt, die zwischen 1977 und 2007 in den Top 10 waren, Kinderreime und Oldies, während die unbekannten Songs ausgewählt wurden, indem die Hörgewohnheiten und -entscheidungen der Menschen auf Amazon und Pandora betrachtet wurden. Eine Stunde bevor die Gehirne der Teilnehmer gescannt wurden, hörten sie zweimal die Hälfte der Songs in der unbekannten Gruppe, so dass diese Songs die „kürzlich bekannte“ Gruppe bildeten.Die Forscher beobachteten, dass zwei spezifische Hirnregionen, der ventrale prä-ergänzende motorische Bereich und der kaudale vordere cinguläre Gyrus, signifikant aktiver waren, wenn die Teilnehmer bekannte Lieder hörten, verglichen mit kürzlich bekannten oder unbekannten Liedern. Diese Hirnregionen sind in der oberen Zeile von Abbildung 2 rot dargestellt. Darüber hinaus konnte ein Computer genau vorhersagen, ob ein bestimmtes Lied bekannt, kürzlich bekannt oder unbekannt war, indem er die Muster der Gehirnaktivität in diesen Regionen analysierte. Zusammengenommen zeigen die Ergebnisse dieser Studie einen „musikalischen Gedächtnisbereich“ (MMA), der es uns ermöglicht, uns an unsere Lieblingslieder zu erinnern. Wichtig ist, dass dieses GEHIRN vom Hippocampus und dem Temporallappen getrennt ist, von denen wir wissen, dass sie für die Langzeitgedächtnisfunktion notwendig sind.

Warum könnte das musikalische Gedächtnis bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit (AD) erhalten bleiben?

Nachdem wir nun die Ursache identifiziert haben, wollen wir uns genauer ansehen, was im Gehirn von Menschen mit AD passiert. AD ist die häufigste Form von Demenz und betrifft am häufigsten Menschen im Alter Ihrer Großeltern. Menschen, die an AD leiden, verlieren ihre Erinnerungen daran, wer sie sind, wo sie waren und was sie getan haben. In späteren Stadien der Krankheit verlieren sie ihre Fähigkeit zu sprechen, einfache Alltagsaufgaben zu erledigen, zu planen, Probleme zu lösen und gut mit anderen Menschen zu interagieren. Mit anderen Worten, AD geht über die Amnesie hinaus und beeinflusst ihre Gefühle und ihr Wissen darüber, wer sie sind und schließlich jeden Aspekt ihres Lebens .Um AD zu diagnostizieren, suchen Ärzte nach mehreren Symptomen im Gehirn. Dazu gehören:

• (I) Schrumpfung des Gehirns, weil Gehirnzellen sterben;

• (II) Eine Zunahme einer klebrigen Anhäufung (von β-Amyloid-Plaques), die zum Absterben von Gehirnzellen führt; und

• (III) Eine verringerte Menge an Glukose (dh Zucker) Aufnahme, was bedeutet, dass das Gehirn nicht genug Zucker verbrauchen, um richtig zu funktionieren.Um nach Hirnregionen zu suchen, die geschrumpft sind, verwenden Ärzte eine Technik namens Magnetresonanztomographie (MRT), um das Gehirn zu scannen. Um die Teile des Gehirns zu sehen, die klebrige Ablagerungen haben und / oder nicht genug Zucker bekommen, verwenden Ärzte eine andere Technik namens Positronen-Emissions-Tomographie (PET), um das Gehirn zu scannen. Wenn Sie mehr über AD und seine Diagnose erfahren möchten, lesen Sie Ref. .

  Dies bringt uns zur zweiten, dritten und vierten Zeile von Abbildung 2. Nach der Identifizierung der MMA bei gesunden jungen Erwachsenen (obere Reihe) nahmen die Forscher MRT- und PET-Scans von 20 Personen mit AD, die keine musikalische Ausbildung hatten . Sie fanden heraus, dass das MMA einige der geringsten Schrumpfungsmengen aufwies und immer noch genug Zucker erhielt, um richtig zu funktionieren (zweite und dritte Reihe, Abbildung 2). Leider haben die Temporallappen und das Netzwerk der Gehirnregionen, die am Langzeitgedächtnis und an der Selbsterkenntnis beteiligt sind, nicht so viel Glück. Diese Regionen können nicht genug Zucker konsumieren und leiden unter Schrumpfung. Wenn AD diese Regionen schädigt und die Umwelt schont, ist es sinnvoll, dass musikalische Erinnerungen überleben, während andere Langzeitgedächtnisse sowie Ihre Gefühle und Ihr Wissen darüber, wer Sie sind, verloren gehen.

  Interessanterweise war die Menge an klebrigen Ablagerungen im MMA nicht signifikant niedriger als in anderen Teilen des Gehirns (vierte Reihe, Abbildung 2) . AD Progression geht typischerweise von klebrigen Aufbau verminderte Zuckeraufnahme Schrumpfung im gesamten Gehirn, mit dem klebrigen Aufbau manchmal sogar vor spürbaren Gedächtnisverlust erscheinen . Daher argumentierten die Forscher, dass die MMA tatsächlich nicht so schnell degeneriert wie die Temporallappen und andere Regionen, die am Langzeitgedächtnis beteiligt sind. Tatsächlich ist das MMA im Laufe der AD gut erhalten und gehört zu den letzten Gehirnregionen, die degenerieren , selbst wenn AD die meisten anderen Teile des Gehirns zerstört hat.

  Fazit

  Die Identifizierung der MMA ist ein wichtiger wissenschaftlicher Beweis, der erklärt, warum musikalische Erinnerungen auch dann überleben können, wenn Amnesie und Demenz eingesetzt haben. Wie von Dr. Sacks beschrieben , scheinen Personen, die ihr Langzeitgedächtnis verloren haben, in der Gegenwart stecken zu bleiben und den Zugang zu Wissen über sich selbst verloren zu haben, aber sie können uns mit ihren Erinnerungen für die Musik in Erstaunen versetzen. Wenn musikalische Erinnerungen Schäden am Hippocampus und dem Netzwerk von temporalen, frontalen und anderen Gehirnregionen überdauern können, müssen sich diese Erinnerungen von anderen Langzeitgedächtnissen unterscheiden. Dies erklärt, warum Dr. Sacks Zeuge wurde, wie „stumme, isolierte, verwirrte Menschen sich für Musik erwärmen, sie als vertraut erkennen und anfangen zu singen und sich zu verbinden“ (, Kapitel 29) und unterstützt die seltsame, aber magische Kraft der Musik in unserem Leben.

  Erklärung zum Interessenkonflikt

  Die Autoren erklären, dass die Forschung in Abwesenheit von kommerziellen oder finanziellen Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

  Danksagung

  Wir bedanken uns ganz herzlich bei Dr. Robert Knight. Wir möchten uns auch bei Keith Johnson, Rafael Nadal und den BNP Paribas Open 2016 für die Inspiration für die Konzeption dieses Artikels bedanken.

  Säcke, O. 2008. Musicophilia: Geschichten über Musik und das Gehirn. New York: Vintage Bücher.

  Jagust, W. 2014. Papa kann Zeitreisen machen … aber Opa kann nicht! Front. Junge Köpfe 2:18. doi:10.3389/frym.2014.00018