چقدر طول می‌کشد تا مغز موسیقی آشنا را بشناسد؟

زومیت: براساس نتایج پژوهشی جدید، تنها ۱۰۰ تا ۳۰۰ میلی‌ثانیه طول می‌کشد تا مغز موسیقی آشنایی را بشناسد.

نمونه‌هایی از توانایی انسان در به‌یاد‌آوردن آهنگ‌های رایج در مسابقه‌های تلویزیونی مانند نام آهنگ را بگویید، نشان داده شده است. در این مسابقه، اغلب شرکت‌کنندگان می‌توانستند قطعه‌ای از موسیقی آشنا را فقط در چندین ثانیه تشخیص دهند. در مطالعه‌ی جدید که در مجله‌ی Scientific Reports منتشر شده است، پژوهشگران می‌خواستند به این موضوع پی ببرند که مغز با چه سرعتی دربرابر موسیقی آشنا پاسخ می‌دهد و نیز پروفایل زمانی فرایندهای مغزی پشت‌صحنه‌ی این پدیده را مشخص کنند.

گروه شرکت‌کنندگان اصلی متشکل از پنج مرد و پنج زن بودند که هرکدام پنج موسیقی را معرفی کردند که برایشان بسیار آشنا بود. سپس، پژوهشگران برای هرکدام از شرکت‌کنندگان یکی از آهنگ‌های آشنا را انتخاب کردند و آن را با لحنی تطابق دادند که ازنظر ویژگی‌های موسیقی (گام، ملودی، هارمونی، آوا و تنظیم) با موسیقی انتخابی مشابه، ولی برای شرکت‌کننده ناآشنا بود. سپس شرکت‌کنندگان به‌طور انفعالی و با ترتیبی تصادفی به ۱۰۰ قطعه (هرکدام کمتر از یک ثانیه) از آهنگ آشنا و ناآشنا گوش کردند (درمجموع، حدود ۴۰۰ ثانیه). پژوهشگران از تصویربرداری الکتروانسفالوگرافی (EEG) که فعالیت الکتریکی مغز را ثبت می‌کند و نیز مردمک‌سنجی به‌عنوان سنجه‌ای از انگیختگی استفاده کردند. مردمک‌سنجی (حدقه‌پیما) تکنیکی است که قطر مردمک چشم را اندازه‌گیری می‌کند.

نتایج مطالعه نشان داد مغز انسان آهنگ آشنا را در ۱۰۰ میلی‌ثانیه (۰/۱ ثانیه) پس از شروع آهنگ با متوسط زمان تشخیص بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ میلی‌ثانیه می‌شناسد (بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ میلی‌ثانیه پس از شنیدن کلیپ کوتاه آهنگ‌های آشنا، مردمک چشم داوطلبان گشاد می‌شد. بخشی از مغز آن‌ها نیز برانگیخته می‌شد که با حافظه مرتبط بود). این نخستین‌باری است که واکنش دربرابر شنیدن آهنگ آشنا با اتساع مردمک چشم و نیز فعال‌شدن بخش قشری مرتبط با بازیابی حافظه در مغز اندازه‌گیری می‌شود. چنین تفاوت‌هایی در گروه کنترل دیده نشد. این گروه متشکل از دانشجویان خارجی بود که تمام آهنگ‌های آشنا و ناآشنای گروه اصلی مطالعه برایشان ناآشنا بود. ماریا چیت، نویسنده‌ی مطالعه می‌گوید:

نتایج ما نشان می‌دهد تشخیص آهنگ آشنا با سرعت درخورتوجهی اتفاق می‌افتد. این یافته‌ها به مدار زمانی بسیار سریعی اشاره می‌کنند و با تأثیر عمیقی سازگارند که قطعات بسیار آشنای موسیقی روی حافظه‌ی ما می‌گذارند.

پژوهشگران با کسب آگاهی از اینکه مغز چگونه محرک‌های آشنا را پردازش می‌کند، امیدوار هستند دانش بیشتری از بیماری‌های مرتبط با حافظه و مغز به‌دست آورند؛ مانند زوال عقل که آلزایمر شایع‌ترین نوع آن است. به‌نظر می‌رسد افراد مبتلا به بیماری نورودژنراتیو خاطرات دیگر را به‌خاطر نمی‌آورند؛ ولی موسیقی را به‌یاد می‌آورند. چیت می‌گوید:

این مطالعه نشان می‌دهد مغز می‌تواند قطعاتی از آهنگ آشنا را که با قطعاتی همسان‌شده از آهنگی ناآشنا در‌ هم آمیخته است، بسیار سریع و در یک‌چهارم ثانیه تشخیص دهد. این امر نشان‌دهنده‌ی مدارهای تشخیص فوق‌العاده سریع مغز است.

چیت درباره‌ی قابلیت این روش در درمان برخی اختلالات می‌گوید:

فراتر از علوم پایه درک اینکه مغز چگونه آهنگ‌های آشنا را می‌شناسد، ازنظر مداخلات درمانی مبتنی‌بر موسیقی مفید است. برای مثال، علاقه‌ی زیادی درباره‌ی استفاده از موسیقی برای غلبه بر زوال عقل در بیمارانی وجود دارد که به‌نظر می‌رسد حافظه‌ی موسیقی آن‌ها با وجود بروز مشکل در حافظه‌های دیگر حفظ شده است. شناسایی مسیرهای عصبی و فرایندهایی که از شناسایی موسیقی حمایت می‌کنند، ممکن است سرنخی برای درک اساس این پدیده فراهم کند.

پژوهشگران از این موضوع تعجب کردند که گشادشدن مردمک چشم زودتر از تشخیص فعالیت در مغز اتفاق افتاد. چیت در‌این‌باره می‌گوید:

دلیل شاید آن باشد که تشخیص ابتدایی عمدتا شامل مدارهای ساقه‌ی مغز می‌شود (بخشی از مغز که فعالیت عصبی آن اندازه‌گیری نشد).

به‌گفته‌ی برخی پژوهشگران، این امکان نیز وجود دارد که دستگاه‌های فعلی نتوانند فعالیت اولیه‌ی مغز را ثبت کنند، نه اینکه واقعا گشادشدن مردمک چشم زودتر از فعالیت عصبی مغز اتفاق افتد.

چیت ادامه می‌دهد:

ما نشانه‌های کاملا آشکاری از تشخیص را نشان دادیم. همین الگو می‌تواند به‌عنوان سنجه‌ای عینی برای تشخیص در بیمارانی استفاده شود که مثلا نمی‌توانند نشان دهند آیا آهنگ آشنا است یا نه. توجه زیادی به استفاده از موسیقی‌درمانی در درمان بیماران مبتلا به زوال عقل وجود دارد. رویکردی که در اینجا معرفی کردیم، ممکن است در انتخاب آهنگ‌های دلخواه برای این بیماران نیز مفید باشد.

موسیقی

مطالعه‌ی حاضر جدیدترین مطالعه‌ای است که درباره‌ی نحوه‌ی پردازش موسیقی در مغز انجام شده است. در اوایل سال جاری، گروهی از دانشمندان پدیده‌ی گام دقیق (Absolute Pitch) را بررسی کردند که در آن، برخی افراد می‌توانند نُت موسیقی را همانند مشاهده‌ی رنگ و به‌آسانی تشخیص دهند. پژوهشگران در مطالعه‌ی مذکور نتیجه گرفتند این افراد مقدار بیشتری از نوعی ماده‌ی خاکستری در مغز خود دارند. کیت اشنایدر، نویسنده‌ی مطالعه، در زمان انتشار مقاله‌ی خود گفته بود:

دریافتیم افراد دارای توانایی گام دقیق از قشر شنوایی اولیه‌ی بزرگ‌تر و تنظیم فرکانس وسیع‌تری برخوردار هستند؛ بنابراین هر بخش از قشر شنوایی به دامنه‌ی وسیع‌تری از فرکانس‌ها پاسخ می‌دهد. وقتی آن‌ها موسیقی را می‌شنوند، بخش بزرگ‌تری از قشر شنوایی آن‌ها فعال می‌شود.

محدودیت‌های مطالعه

آشنابودن مفهومی چندوجهی است. در این مطالعه، آهنگ‌ها به‌صراحت درجهتی انتخاب شدند که موجب برانگیختگی احساسات و خاطرات مثبت شوند. بنابراین، برای گروه اصلی آهنگ‌های آشنا و ناآشنا نه‌تنها ازلحاظ تشخیص‌پذیربودن باهم فرق داشتند؛ بلکه همچنین ازنظر درگیری عاطفی و تأثیر نیز متفاوت بودند. درحالی‌که آهنگ‌ها با عنوان «آشنا» و «ناآشنا» خوانده می‌شدند، اثرهای مشاهده‌شده ممکن است با این عوامل نیز مرتبط باشند.

علاوه‌بر‌این، دقت زیادی در فرایند تطابق آهنگ صرف به‌کار گرفته شده بود؛ اما این کار درنهایت به‌دلیل فقدان دسترسی به فناوری مناسب به‌صورت دستی انجام شد. پیشرفت در پردازش خودکار موسیقی در آینده ممکن است موجب بهبود فرایند انطباق شود. محدودیت دیگر این واقعیت است که برای هر شرکت‌کننده فقط یک آهنگ آشنا استفاده شد؛ درحالی‌که اگر تعداد آهنگ‌ها بیشتر می‌شد، شاید با درگیری بیشتر مغز این نتیجه حاصل نمی‌شد.