Abstrakt
har du någonsin undrat vad som händer i din hjärna när du tänker på dina favoritlåtar? Ny forskning har avslöjat ett område i hjärnan som är aktivt när vi lyssnar på musik som vi känner till. Detta musikaliska minnesområde är skilt från de delar av din hjärna du använder för att komma ihåg saker du har lärt dig i skolan eller detaljer om händelser som händer i ditt liv. I den här artikeln kommer vi att visa dig var i hjärnan det musikaliska minnesområdet är och varför ditt minne för musik ofta är resistent mot hjärnsjukdomar som orsakar minnesförlust.
vårt minne för musik
prova den här enkla övningen: gå till ditt musikbibliotek, välj en låt och spela de första 3 s av den. Ge dig själv 1 poäng om du lyckas sjunga eller surra åtminstone nästa 5 s av den låten. Gör detta för 20 låtar. Hur många poäng gjorde du poäng? Vi skulle inte bli förvånade om det är mer än 15. Tänk på vad du just gjorde. Du minns enkelt tonhöjden, rytmen och kanske till och med texterna till mer än 15 låtar på kort tid. Det är mycket data du lyckades kalla från din hjärna, precis så!
våra hjärnor har en anmärkningsvärd förmåga att skapa, lagra och hämta minnen av musik, även när vi inte är medvetna om att göra det. Om du till exempel hör en catchy låt kommer du sannolikt att kunna komma ihåg delar av den några dagar senare. Efter att ha hört det flera gånger kanske du vet det av hjärtat. Tänk på hur mycket mer ansträngning det tar att lära sig information från en lärobok eller att komma ihåg detaljerna om dagliga händelser i ditt liv. Ännu mer fascinerande, musikaliska minnen verkar vara mycket väl bevarade hos personer som lider av minnesförlust—det är den kliniska termen för minnesförlust.
i sin populära bok Musicophilia berättar Dr. Oliver Sacks historien om musiker och musikolog (dvs., en expert som studerar musik) Clive bär som, efter att ha lidit en förödande hjärninfektion som kallas herpes encefalit, inte kunde ”behålla ett intryck av någonting för mer än en blinkning” (, Kapitel 15). Mr Wearing kunde inte heller komma ihåg nästan hela sitt förflutna, men han kunde spela musikstycken på piano från minnet och mun melodierna medan han dirigerade en kör. Fallet med Mr. Wearing är inte unikt-icke-musiker med svår amnesi kan också visa varaktiga minnen av musik (, kapitel 29). Vad är då så speciellt med dessa människors förmåga att komma ihåg musik, även när de inte kan komma ihåg nästan någonting annat? I den här artikeln kommer vi att visa dig var musikaliska minnen kan representeras i hjärnan och hur de kan överleva medan andra minnen går förlorade.
Hur skiljer sig musikaliska minnen från andra långsiktiga minnen?
för att bilda och hämta långsiktiga minnen (dvs bitar av personliga erfarenheter och kunskaper) arbetar flera regioner i hjärnan tillsammans för att bilda ett samordnat nätverk som överför information från en hjärnregion till en annan. Till exempel, när du kommer ihåg vad något du såg tidigare samma dag såg ut, använder du din occipital lob, som är involverad i synen. När du kommer ihåg vad du tänkte på tidigare, eller undrar hur något som hände istället kan ha hänt annorlunda, använder du din frontallob (vilket är viktigt för att tänka). När du kommer ihåg andra ögonblick i tiden, till exempel ditt eget förflutna (eller när du tänker på din egen framtid), använder du flera hjärnregioner, inklusive både de temporala och frontala loberna . Alla dessa olika representationer sätts ihop i en specifik region i hjärnan som kallas hippocampus, belägen i de temporala loberna, för att bilda ett minne.Mr Wearings hjärninfektion förstörde hans hippocampus och andra närliggande hjärnregioner och orsakade minnesförlust. Den berömda patienten Henry Molaison, känd av sina initialer som ”H. M.”, drabbades också av allvarlig minnesförlust efter att läkare kirurgiskt avlägsnat sin hippocampus och spetsarna på båda temporala loberna (se Figur 1). Genom att studera fallen av Mr. Wearing, H. M., och andra individer med amnesi, kan vi dra slutsatsen att hippocampus och angränsande regioner i den temporala loben är avgörande för att skapa och få tillgång till långsiktiga minnen.
- Figur 1
- Patient H. M. S hjärna efter operation på de temporala loberna. Bilden till vänster visar en sidovy av utsidan av hjärnan. Pilen pekar på spetsen av den temporala loben. Bilden till höger visar ett tvärsnitt av H. M. S hjärna, med tanke på att någon tittar upp från hans fötter. Pilarna pekar på de ljusa delarna av hans temporala lober, som är fyllda med vätska efter avlägsnande av hjärnvävnaden. Utan dessa delar av de temporala loberna kunde H. M. inte bilda nya minnen eller hämta minnen av händelser som hände under åren fram till hans operation. Anpassad från Ref. med tillstånd.
ett annat tillstånd som orsakar skador på hippocampus och närliggande regioner i den temporala loben är demens—ett syndrom som påverkar en persons minne, tänkande och förmåga att interagera med andra människor. Hos individer med demens börjar deras kognitiva förmågor långsamt minska. Från och med mild amnesi förvärras deras tillstånd gradvis under många år till den punkt där de inte längre kan ta hand om sig själva . När sjukdomen fortskrider visar deras hjärnor mer och mer skada i hela nätverket av temporala, frontala och andra regioner som är involverade i att tänka på sig själva .trots djup minnesförlust och till och med en förlust av kunskap om vem de är, visar individer med demens ofta ett anmärkningsvärt minne för musik (, kapitel 29). Deras musikaliska minnen överlever på något sätt den utbredda hjärnskadorna, även när andra långsiktiga minnen inte gör det. Kan musikaliska minnen bearbetas någon annanstans i hjärnan, i ett område som är skilt från nätverket av regioner som är involverade i långtidsminnet?
för att svara på denna fråga registrerade forskare hjärnresponserna hos 32 friska unga vuxna när de lyssnade på noggrant förutvalda utdrag av välkända, nyligen kända och helt okända musikstycken . De välkända bitarna valdes från låtar som var i topp 10 mellan 1977 och 2007, nursery rhymes och oldies, medan de okända låtarna valdes genom att titta på människors lyssningsvanor och val på Amazon och Pandora. En timme innan deltagarnas hjärnor skannades hörde de hälften av låtarna i den okända gruppen två gånger, så att dessa låtar skulle utgöra den ”nyligen kända” gruppen.forskarna observerade att två specifika hjärnregioner, kallade det ventrala Pre-kompletterande motorområdet och den kaudala främre cingulära gyrusen, var signifikant mer aktiva när deltagarna hörde välkända låtar jämfört med nyligen kända eller okända låtar. Dessa hjärnregioner visas i rött i den övre raden i Figur 2. Dessutom kan en dator exakt förutsäga om en viss låt var välkänd, nyligen känd eller okänd bara genom att analysera mönstren för hjärnaktivitet i dessa regioner. Sammantaget avslöjar resultaten av denna studie ett ”musikaliskt minnesområde” (MMA) som gör att vi kan komma ihåg våra favoritlåtar. Viktigt är att denna MMA är skild från hippocampus och den temporala loben som vi vet är nödvändiga för långvarig minnesfunktion.
- Figur 2
- det” musikaliska minnesområdet ” och dess resistens mot Alzheimers sjukdom (AD). Denna figur visar hjärnan som om den skars ner i mitten och skiljer vänster från höger hälft. Varje rad visar en bild av vänster sida av hjärnan från insidan (vänster) och utsidan (höger) vyer. Den översta raden visar” musical memory area ” (MMA) i rött; det finns också på samma plats på höger sida av hjärnan, vilket inte visas i denna figur. I den andra, tredje och fjärde raden visas MMA med en vit eller svart kant (du måste titta närmare för att se den). Den andra, tredje och fjärde raden visar mängden av tre olika typer av skador i hjärnan hos AD-patienter: hjärnkrympning, minskat glukosupptag (socker) och klibbig uppbyggnad. Du kan se mängden skada i den färgade skalan på höger sida, med Blå Märkning minst skada, grön märkning några skador, och orange märkning mest skada. Jämfört med andra hjärnregioner visar MMA minst skada från krympning och brist på glukos (markerad i blått). Anpassad från Ref. med tillstånd.
Varför kan musikaliskt minne bevaras hos patienter med Alzheimers sjukdom (AD)?
nu när vi har identifierat MMA, låt oss ta en närmare titt på vad som händer i hjärnan hos människor som har AD. AD är den vanligaste formen av demens, och det drabbar oftast människor nära dina morföräldrars ålder. Människor som lider av AD börjar förlora sina minnen om vem de är, var de har varit och vad de har gjort. I senare skeden av sjukdomen börjar de förlora sin förmåga att tala, göra enkla vardagliga uppgifter, planera, lösa problem och interagera bra med andra människor. Med andra ord, ad fortskrider bortom minnesförlust, påverkar deras känslor och kunskap om vem de är och, så småningom, varje aspekt av deras liv .
för att diagnostisera AD letar läkare efter flera symtom i hjärnan. Dessa inkluderar :
-
(i) krympning av hjärnan eftersom hjärnceller dör;
-
(II) en ökning av en klibbig uppbyggnad (av aterosklerotiska amyloida plack) som får hjärnceller att dö; och
-
(III) en minskad mängd glukos (dvs. socker) upptag, vilket innebär att hjärnan konsumerar inte tillräckligt med socker för att fungera ordentligt.
för att leta efter hjärnregioner som har krympt använder läkare en teknik som kallas magnetisk resonansavbildning (MRI) för att skanna hjärnan. För att se de delar av hjärnan som har klibbig uppbyggnad och/eller inte får tillräckligt med socker, använder läkare en annan teknik som kallas positronemissionstomografi (PET) för att skanna hjärnan. Om du vill lära dig mer om AD och dess diagnos, kolla in Ref. .
detta leder oss till den andra, tredje och fjärde raden i Figur 2. Efter att ha identifierat MMA hos friska unga vuxna (översta raden) tog forskarna MR-och PET-skanningar av 20 personer med AD som inte hade musikalisk träning . De fann att MMA visade några av de lägsta mängderna krympning och det fick fortfarande tillräckligt med socker för att fungera korrekt (andra och tredje raden, Figur 2). Tyvärr är de temporala loberna och nätverket av hjärnregioner som är involverade i långsiktigt minne och självkännedom inte så lyckliga. Dessa regioner kan inte konsumera tillräckligt med socker och lider av krympning. Om AD skadar dessa regioner och sparar MMA, är det vettigt att musikaliska minnen överlever medan andra långsiktiga minnen, liksom dina känslor och kunskaper om vem du är, går förlorade.
intressant nog var mängden klibbig uppbyggnad i MMA inte signifikant lägre än i andra delar av hjärnan (fjärde raden, Figur 2) . Ad-progression går vanligtvis från klibbig uppbyggnad 
minskat sockerupptag krympning i hela hjärnan, med den klibbiga uppbyggnaden som ibland uppträder redan före märkbar minnesförlust . Därför resonerade forskarna att MMA faktiskt inte degenererar så snabbt som de temporala loberna och andra regioner som är involverade i långtidsminnet. I själva verket är MMA väl bevarad under AD och är bland de sista hjärnregionerna som degenererar , även när AD har förstört de flesta andra delar av hjärnan.
slutsats
identifieringen av MMA är en viktig del av vetenskapliga bevis som förklarar varför musikaliska minnen kan överleva även när amnesi och demens har satt in. Som beskrivs av Dr.Sacks , individer som har förlorat sina långsiktiga minnen kan tyckas fastna i nuet, efter att ha förlorat tillgång till kunskap om sig själva, men de kan förvåna oss med sina minnen för musik. Om musikaliska minnen kan överleva skador på hippocampus och nätverket av temporala, frontala och andra hjärnregioner, måste dessa minnen vara annorlunda än andra långsiktiga minnen. Detta förklarar varför Dr Sacks kunde bevittna ”stumma, isolerade, förvirrade individer varma till musik, känna igen det som bekant och börja sjunga och binda” (kapitel 29) och stöder den konstiga men magiska kraften i musik i våra liv.
intressekonflikt uttalande
författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.
bekräftelser
vi utökar stort tack till Dr.Robert Knight. Vi vill också tacka Keith Johnson, Rafael Nadal och BNP Paribas Open 2016 för att inspirera konceptualiseringen av denna artikel.
Säckar, O. 2008. Musicophilia: berättelser om musik och hjärnan. New York: Vintage Böcker.
Jagust, W. 2014. Pappa kan göra tidsresor … men morfar kan inte! Front. Unga Sinnen 2:18. doi: 10.3389 / frym.2014.00018