Abstract
Oletko koskaan miettinyt, mitä aivoissasi tapahtuu, kun ajattelet lempikappaleitasi? Viimeaikaiset tutkimukset ovat paljastaneet aivojen alueen, joka on aktiivinen, kun kuuntelemme tuntemaamme musiikkia. Tämä musiikillinen muistialue on erillään niistä aivojen osista, joita käytät muistaaksesi koulussa oppimiasi asioita tai yksityiskohtia elämässäsi tapahtuvista tapahtumista. Tässä artikkelissa näytämme, missä aivoissa musiikillinen muistialue on, ja miksi musiikkimuistisi on usein vastustuskykyinen aivosairauksille, jotka aiheuttavat muistinmenetystä.
Musiikkimuistimme
kokeile tätä yksinkertaista harjoitusta: mene musiikkikirjastoosi, valitse kappale ja soita sen ensimmäiset 3 s. Anna itsellesi 1 piste, jos pystyt laulamaan tai hyrisemään vähintään seuraavat 5 s kyseistä kappaletta. Tee tämä 20 kappaleen ajan. Montako pistettä sait? Emme yllättyisi, jos se olisi yli 15. Mieti, mitä juuri teit. Muistelit vaivattomasti yli 15 kappaleen sävelkorkeutta, rytmiä ja ehkä jopa sanoituksia lyhyessä ajassa. Siinä on paljon tietoa, jonka onnistuit saamaan aivoistasi, tuosta vain!
aivoillamme on merkittävä kyky tehdä, tallentaa ja hakea muistoja musiikista silloinkin, kun emme ole tietoisia siitä. Jos esimerkiksi kuulet tarttuvan kappaleen, pystyt todennäköisesti muistamaan osia siitä muutaman päivän kuluttua. Kun olet kuullut sen useita kertoja, saatat osata sen ulkoa. Mieti, miten paljon enemmän ponnistelee oppikirjan tietojen oppiminen tai elämäsi päivittäisten tapahtumien yksityiskohtien muistaminen. Vielä kiehtovampaa on se, että musiikilliset muistot näyttävät säilyvän hyvin muistinmenetyksestä kärsivillä—se on kliininen termi muistinmenetykselle.
suositussa kirjassaan Musicophilia tohtori Oliver Sacks kertoo muusikon ja musiikkitieteilijän (ts., asiantuntija, joka tutkii musiikkia) Clive Wearing, joka kärsittyään tuhoisan aivotulehduksen nimeltä herpes enkefalitis, ei kyennyt ”säilyttämään vaikutelmaa mistään enempää kuin silmänräpäyksen” (, Luku 15). Mr. Wearing ei myöskään pystynyt muistamaan lähes koko menneisyyttään, mutta hän osasi soittaa pianolla kappaleita ulkomuistista ja suulla melodioita kuoroa johtaessaan. Mr. Wearingin tapaus ei ole ainutlaatuinen—vakavasta muistinmenetyksestä kärsivillä ei-muusikoilla voi olla myös pysyviä muistoja musiikista (, Luku 29). Mikä sitten on niin erikoista näiden ihmisten kyvyssä muistaa musiikkia, vaikka he eivät muista juuri mitään muuta? Tässä artikkelissa näytämme, missä musiikilliset muistot voivat olla edustettuina aivoissa ja miten ne voivat selviytyä, kun muut muistot menetetään.
miten musiikilliset muistot eroavat muista pitkäaikaisista muistoista?
pitkien muistojen (eli henkilökohtaisten kokemusten ja tiedon palasten) muodostamiseksi ja hakemiseksi useat aivojen alueet toimivat yhdessä muodostaen koordinoidun verkoston, joka välittää tietoa aivoalueelta toiselle. Kun esimerkiksi muistat, miltä jokin aiemmin samana päivänä näkemäsi näytti, käytät takaraivolohkoasi, joka on mukana näkökyvyssä. Kun muistat, mitä ajattelit aiemmin, tai mietit, miten jokin tapahtunut on voinut sen sijaan tapahtua eri tavalla, käytät otsalohkoasi (mikä on tärkeää ajattelun kannalta). Kun muistat muita ajan hetkiä, kuten oman menneisyytesi (tai kun ajattelet omaa tulevaisuuttasi), käytät useita aivoalueita, mukaan lukien sekä ohimo-että otsalohkot . Kaikki nämä eri representaatiot kootaan tiettyyn aivojen alueeseen nimeltä hippokampus, joka sijaitsee ohimolohkojen sisällä, muodostaen muistin.
Mr. Wearingin aivotulehdus tuhosi hänen hippokampuksensa ja muut läheiset aivoalueet aiheuttaen muistinmenetyksen. Kuuluisa potilas Henry Molaison, joka tunnetaan nimikirjaimillaan ”H. M.”, kärsi myös vakavasta muistinmenetyksestä, kun lääkärit leikkasivat hänen hippokampuksensa ja molempien ohimolohkojen kärjet (KS.Kuva 1). Tutkimalla Herra Wearingin tapauksia, H. M. muista muistinmenetyksestä kärsivistä voimme päätellä, että hippokampus ja ohimolohkon lähialueet ovat ratkaisevia pitkäaikaisten muistojen luomisessa ja käytössä.
- Kuva 1
- potilaan H. M.: n aivot ohimolohkoleikkauksen jälkeen. Vasemmalla olevassa kuvassa näkyy sivunäkymä aivojen ulkopuolelta. Nuoli osoittaa ohimolohkon kärkeen. Oikealla olevassa kuvassa näkyy läpileikkaus H. M: n aivoista, kun joku katsoo ylös hänen jaloistaan. Nuolet osoittavat ohimolohkojen kirkkaisiin osiin, jotka ovat täynnä nestettä aivokudoksen poistamisen jälkeen. Ilman näitä osia ohimolohkoista, H. M. ei voisi muodostaa uusia muistoja-tai hakea muistoja tapahtumista ennen leikkausta. Mukautettu viite. luvalla.
toinen ohimolohkon hippokampusta ja lähialueita vaurioittava tila on dementia—oireyhtymä, joka vaikuttaa ihmisen muistiin, ajatteluun ja kykyyn olla vuorovaikutuksessa muiden ihmisten kanssa. Dementiapotilailla heidän kognitiiviset kykynsä alkavat hitaasti heikentyä. Lievästä muistinmenetyksestä alkaen heidän tilansa huononee vähitellen monien vuosien aikana siihen pisteeseen, että he eivät enää pysty huolehtimaan itsestään . Taudin edetessä heidän aivoissaan näkyy yhä enemmän vaurioita koko ajallisten, otsalohkojen ja muiden itseään ajattelevien alueiden verkostossa .
huolimatta syvästä muistinmenetyksestä ja jopa siitä, keitä he ovat, dementiapotilailla on usein huomattava musiikkimuisti (, Luku 29). Heidän musiikilliset muistonsa jotenkin selviävät laajasta aivovauriosta, vaikka muut pitkäaikaiset muistot eivät. Voisiko musiikillisia muistoja käsitellä jossain muualla aivoissa, alueella, joka on erillään pitkäaikaismuistiin osallistuvien alueiden verkostosta?
tähän kysymykseen vastatakseen tutkijat tallensivat 32 terveen nuoren aikuisen aivovasteet kuunnellessaan huolellisesti ennalta valittuja pätkiä tunnetuista, hiljattain tunnetuista ja täysin tuntemattomista musiikkikappaleista . Tunnetut kappaleet valittiin Top 10: ssä vuosina 1977-2007 olleista kappaleista nursery rhymes ja oldies, kun taas tuntemattomat kappaleet valittiin tarkastelemalla ihmisten kuuntelutottumuksia ja valintoja Amazonilla ja Pandoralla. Tuntia ennen kuin osallistujien aivot skannattiin, he kuulivat puolet tuntemattoman ryhmän kappaleista kahdesti, jotta nämä kappaleet muodostaisivat ”äskettäin tunnetun” ryhmän.
tutkijat havaitsivat, että kaksi erityistä aivoaluetta, joita kutsutaan ventraaliseksi Pre-supplementary motor areaksi ja kauudaaliseksi anterioriseksi cingulate gyrukseksi, olivat huomattavasti aktiivisempia, kun osallistujat kuulivat tunnettuja kappaleita verrattuna äskettäin tunnettuihin tai tuntemattomiin kappaleisiin. Nämä aivoalueet on esitetty punaisella kuvan 2 ylärivillä. Lisäksi tietokone pystyi ennustamaan tarkasti, oliko jokin kappale tunnettu, äskettäin tunnettu vai tuntematon pelkästään analysoimalla aivojen toimintaa näillä alueilla. Yhdessä tämän tutkimuksen tulokset paljastavat” musical memory Arean ” (MMA), jonka avulla voimme muistaa suosikkikappaleitamme. Tämä MMA on erillään hippokampuksesta ja ohimolohkosta,-jotka ovat välttämättömiä pitkäkestoisen muistin toiminnalle.
- kuva 2
- ”musiikillinen muistialue” ja sen vastustuskyky Alzheimerin tautia vastaan (AD). Tämä luku näyttää aivot ikään kuin ne olisi leikattu alas keskellä, erottaa vasen ja oikea puoli. Jokaisella rivillä on kuva aivojen vasemmasta reunasta sisä – (vasen) ja ulkopuolelta (oikea). Ylärivissä näkyy punaisena” musical memory area ” (MMA); se on myös samassa kohdassa aivojen oikealla puolella, mikä ei näy tässä kuvassa. Toisessa, kolmannessa ja neljännessä rivissä MMA näytetään valkoisella tai mustalla reunuksella (sinun täytyy katsoa tarkemmin nähdäksesi sen). Toisessa, kolmannessa ja neljännessä rivissä näkyy kolmen erilaisen vaurion määrä AD-potilaiden aivoissa: aivojen kutistuminen, vähentynyt glukoosin (sokerin) kertymä ja tahmea kertyminen. Voit nähdä vahingon määrän värillisessä asteikossa oikealla puolella, jossa sininen merkintä vähiten vahinkoa, vihreä merkintä jonkin verran vahinkoa, ja oranssi merkintä eniten vahinkoa. Verrattuna muihin aivoalueisiin, MMA näyttää vähiten vaurioita kutistumisesta ja glukoosin puutteesta (merkitty sinisellä). Mukautettu viite. luvalla.
miksi musiikillinen muisti voi säilyä Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla?
nyt kun Vapaaottelija on tunnistettu, katsotaan tarkemmin, mitä tapahtuu niiden ihmisten aivoissa, joilla on AD. AD on yleisin dementian muoto, ja se vaivaa useimmin isovanhempiesi ikäisiä ihmisiä. Ihmiset, jotka kärsivät mainoksesta, alkavat menettää muistinsa siitä, keitä he ovat, missä he ovat olleet ja mitä he ovat tehneet. Taudin myöhemmissä vaiheissa he alkavat menettää kykyään puhua, tehdä yksinkertaisia arkisia tehtäviä, suunnitella, ratkaista ongelmia ja olla hyvin vuorovaikutuksessa muiden ihmisten kanssa. Toisin sanoen AD etenee muistinmenetyksen yli, vaikuttaen heidän tunteisiinsa ja tietoonsa siitä, keitä he ovat ja lopulta heidän elämänsä jokaiseen osa-alueeseen .
lääkärit etsivät Alzheimerin taudin diagnosoimiseksi useita oireita aivoista. Näitä ovat :
-
(I) aivojen kutistuminen, koska aivosolut kuolevat;
-
(II) tahmean kertymän (β-amyloidiplakkien) lisääntyminen, joka aiheuttaa aivosolujen kuoleman; ja
-
(III) glukoosin (eli sokerin) kertymisen väheneminen, mikä tarkoittaa, että aivot eivät kuluta tarpeeksi sokeria toimiakseen kunnolla.
etsiessään kutistuneita aivoalueita lääkärit käyttävät magneettikuvaukseen (MRI) kutsuttua tekniikkaa. Nähdä aivojen osat, jotka ovat tahmea kertyminen ja/tai eivät saa tarpeeksi sokeria, lääkärit käyttävät eri tekniikkaa kutsutaan positroniemissiotomografia (PET) skannata aivot. Jos haluat lisätietoja AD ja sen diagnoosi, tutustu Ref. .
tästä päästään kuvion 2 toiseen, kolmanteen ja neljänteen riviin. Tunnistettuaan MMA terveillä nuorilla aikuisilla (ylärivissä) tutkijat ottivat magneettikuvat ja PET-kuvat 20: ltä AD: n omaavalta henkilöltä, joilla ei ollut musiikillista koulutusta . He havaitsivat, että MMA: ssa näkyi pienimpiä kutistumismääriä ja se sai silti riittävästi sokeria toimiakseen kunnolla (toinen ja kolmas rivi, kuva 2). Valitettavasti ohimolohkot ja pitkäkestoiseen muistiin ja itsetuntemukseen osallistuvien aivoalueiden verkosto eivät ole yhtä onnekkaita. Nämä alueet eivät pysty kuluttamaan tarpeeksi sokeria ja kärsivät kutistumisesta. Jos mainos vahingoittaa näitä alueita ja säästää MMA: ta, on järkevää, että musiikilliset muistot säilyvät, kun taas muut pitkäaikaiset muistot, kuten myös tunteesi ja tietosi siitä, kuka olet, menetetään.
mielenkiintoista oli, että tahmean kertymisen määrä VAPAAOTTELIJALLA ei ollut merkitsevästi pienempi kuin muualla aivoissa (neljäs rivi, kuva 2) . AD: n eteneminen lähtee tyypillisesti tahmeasta kertymisestä 
alentuneesta sokerin kertymisestä kutistumisesta koko aivoissa, tahmean kertymisen ilmaantuessa joskus jo ennen havaittavaa muistinmenetystä . Tutkijat päättelivätkin, ettei Vapaaottelu itse asiassa rappeutu yhtä nopeasti kuin ohimolohkot ja muut pitkäaikaismuistiin liittyvät alueet. Itse asiassa MMA on hyvin säilynyt aikana AD ja on viimeisten aivojen alueiden rappeutua, vaikka AD on tuhonnut useimmat muut osat aivojen.
päätelmä
MMA: n tunnistaminen on tärkeä tieteellinen todiste, joka selittää, miksi musiikilliset muistot voivat säilyä, vaikka muistinmenetys ja dementia ovat alkaneet. Kuten tri Sacks kuvaili, ihmiset, jotka ovat menettäneet pitkäaikaiset muistonsa, saattavat näyttää juuttuneilta nykyhetkeen, koska he ovat menettäneet pääsyn tietoonsa itsestään, mutta he voivat hämmästyttää meitä muistoillaan musiikkiin. Jos musiikilliset muistot kestävät kauemmin hippokampuksen ja ohimo -, otsa-ja muiden aivoalueiden verkoston vahingoittumisen, näiden muistojen on oltava erilaisia kuin muiden pitkäaikaisten muistojen. Tämä selittää, miksi tohtori Sacks pystyi todistamaan ”mykkiä, eristäytyneitä, hämmentyneitä yksilöitä, jotka lämmittelivät musiikille, tunnistavat sen tutuksi ja alkavat laulaa ja sitoutua” (, Luku 29) ja tukevat musiikin outoa mutta maagista voimaa elämässämme.
Eturistiriitalausunto
kirjoittajat toteavat, että tutkimus tehtiin ilman kaupallisia tai taloudellisia suhteita, joita voitaisiin pitää mahdollisena eturistiriitana.
kiitokset
annamme suuret kiitokset Tohtori Robert Knightille. Haluamme myös kiittää Keith Johnson, Rafael Nadal, ja BNP Paribas Open 2016 inspiroiva käsitteellistäminen tämän artikkelin.
Sacks, O. 2008. Musicophilia: Tales of Music and the Brain. New York: Vuosikertakirjoja.
Jagust, W. 2014. Isä pystyy aikamatkailuun, mutta isoisä ei! Edessä. Nuoret Mielet 2: 18. doi: 10.3389/frym.2014. 00018