Musik ist ein universelles Phänomen, das Menschen seit jeher fasziniert. Doch was passiert in unserem Gehirn, wenn wir Musik hören, insbesondere Klaviermusik? Dieser Artikel beleuchtet die neuronalen Prozesse, die ablaufen, wenn wir Klaviermusik wahrnehmen und wie diese Prozesse unsere Emotionen, unser Gedächtnis und sogar unsere körperliche Gesundheit beeinflussen können.
Was ist Musik? Eine Frage der Organisation
Bevor wir uns mit den neuronalen Prozessen beschäftigen, ist es wichtig zu definieren, was Musik eigentlich ist. Musik ist Schall, aber nicht jeder Schall ist Musik. Das Geräusch eines Helikopters ist ein Geräusch, aber das Helikopter-Streichquartett von Karlheinz Stockhausen ist Musik. Der Unterschied liegt in der Organisation des Schalls. Musik entsteht, wenn Schall auf eine bestimmte Weise organisiert wird, insbesondere durch die Verwendung von Tönen, Melodien und Rhythmen.
Der Weg des Klaviertons ins Gehirn
Nehmen wir an, wir hören ein live gespieltes Klavierkonzert. Der Schall der Klaviermusik gelangt als Schallwelle in unser Ohr. Die Ohrmuschel fängt die Schallwellen ein und leitet sie durch den Gehörgang zum Trommelfell. Das Trommelfell beginnt zu schwingen und versetzt die drei Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel) im Mittelohr in Bewegung. Diese Knöchelchen verstärken die Schwingungen und leiten sie zur Hörschnecke (Cochlea) im Innenohr weiter.
Die Cochlea ist mit Flüssigkeit gefüllt und mit einer membranähnlichen Gewebestruktur, der Basilarmembran, ausgekleidet. Auf der Basilarmembran sitzen kleine Haarzellen, die durch die Wellenbewegungen in der Flüssigkeit ebenfalls bewegt werden. Je nach Tonhöhe werden unterschiedliche Haarzellen angesprochen. Hohe Töne bewegen die Härchen ganz vorne am Schneckeneingang, tiefe Töne weiter hinten im Schneckengang.
Neuronale Hörverarbeitung: Vom Ton zur Wahrnehmung
Die Informationen über die Tonhöhe und Lautstärke werden von den Haarzellen in elektrische Signale umgewandelt und über den Hörnerv (Akustikus-Nerv) zum Hirnstamm geleitet. Im Hirnstamm werden die Töne weiter getrennt und zum Hörzentrum (primärer auditorischer Cortex) im Temporallappen der Großhirnrinde weitergeleitet.
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Das Hörzentrum ist ein kleiner Bereich der Großhirnrinde, der für die Verarbeitung von Tönen zuständig ist. Hier werden die Töne analysiert und in ihre einzelnen Frequenzanteile zerlegt. Die Lautstärke der einzelnen Frequenzanteile wird in unterschiedliche Feuerraten der Neuronen übersetzt: Je heftiger die Schwingung, desto schneller feuern die zuständigen Nervenzellen Aktionspotentiale.
Interessanterweise werden Melodie und Rhythmus oft gar nicht bewusst wahrgenommen. Sie fallen uns nur auf, wenn wir sie interessant finden oder wenn sie uns ungewohnt erscheinen.
Spezialisierung der Neuronen in der Hörbahn
An den verschiedenen Stationen der Verarbeitung auditorischer Signale im Gehirn sind Neuronen mit höchst unterschiedlicher Spezialisierung beteiligt. Manche feuern, solange ein Ton bestimmter Frequenz erklingt, andere nur, wenn er anfängt und/oder aufhört. Manche Neuronen vergleichen die Signale beider Ohren, andere reagieren selektiv bei bestimmten Intensitäten, wieder andere durchkämmen alles Gehörte auf spezifische Lautmuster. Das ermöglicht letztlich feinste Unterscheidungen: Wir können Ereignisse an der Art des Knalls, Personen am Geräusch ihrer Schritte, Stimmungen am Klang der Stimme identifizieren.
Richtungshören: Ein Zusammenspiel verschiedener Mechanismen
Das Gehirn ist nicht nur in der Lage, die Tonhöhe und Lautstärke eines Geräusches zu bestimmen, sondern auch die Richtung, aus der es kommt. Hierfür nutzt das Gehirn drei Mechanismen:
- Intensitätsunterschied: Der Kopf wirft einen akustischen Schatten, sodass ein Geräusch auf der Seite, die der Schallquelle zugewandt ist, lauter wahrgenommen wird als auf der gegenüberliegenden Seite.
- Laufzeitunterschied: Eine Schallwelle, die von der Seite kommt, erreicht das eine Ohr etwas früher als das andere.
- Veränderungen im Klangbild: Die Form des Kopfes und der Ohrmuscheln sorgt für ein komplexes Muster von Schallschatten und Schallschatten-Reflexionen, das sich je nach Frequenz und Richtung des ankommenden Schalls unterscheidet.
Musik und Emotionen: Ein umfassendes Ereignis im Kopf
Musik kann starke Emotionen auslösen. Studien haben gezeigt, dass beim Hören von Musik, die starke Gefühle auslöst, neben dem Hörzentrum auch Areale für das räumliche Denken, das Sehen und das Riechen aktiv sind. Dies deutet darauf hin, dass Musik mit Erinnerungen und Erfahrungen verknüpft sein kann.
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Die Musik und die angenehmen Erinnerungen können den Hormonhaushalt beeinflussen und zur Ausschüttung von Glücks- und Bindungshormonen wie Serotonin, Dopamin und Oxytocin führen. Gleichzeitig kann der Gehalt an Abwehrstoffen im Blut steigen, was darauf hindeutet, dass Musikgenuss das Immunsystem anregen kann.
Die Formbarkeit des Gehirns: Neuroplastizität durch Musizieren
Musizieren ist einer der stärksten Anreize für Neuroplastizität, die Formbarkeit des Gehirns. Nervenzellen verschalten sich neu, ganze Areale wachsen oder schrumpfen. Studien haben gezeigt, dass sich die Gehirne von Musikern von denen von Nichtmusikern unterscheiden. Musiker haben in Regionen für die Motorik, die Hörverarbeitung und die räumlich-visuelle Verarbeitung mehr Nervenzellen.
Musik als Therapie: Heilende Klänge
Musik wird auch in der Therapie eingesetzt, um verschiedene Erkrankungen zu behandeln. Musiktherapie kann bei Demenz, Angstzuständen, Aggressionen und anderen psychischen Problemen helfen. Sie kann auch die Entwicklung des Nervensystems bei Frühgeborenen fördern und Stress reduzieren.
Die Rolle von Akkordfolgen und Überraschungen
Die Wissenschaft hat auch untersucht, was einen erfolgreichen Hit ausmacht. Mithilfe eines maschinellen Lernmodells wurden Akkordfolgen von Hunderten von Superhits analysiert. Das Ergebnis: Am größten ist der Hörgenuss, wenn es immer wieder Überraschungen gibt, aber zugleich nicht zu viel Ungewissheit entsteht. Waren die Zuhörenden relativ sicher, welche Akkorde als Nächstes erklingen würden, fanden sie es angenehm, wenn sie stattdessen überrascht wurden. Waren sie dagegen unsicher, was als Nächstes kommt, war es ihnen lieber, wenn die nachfolgenden Akkorde sie nicht überraschten.
Individuelle Unterschiede in der Musikwahrnehmung
Die Art und Weise, wie wir Musik wahrnehmen, ist sehr individuell. Manche Menschen empfinden bestimmte Töne als angenehm, andere als unangenehm. Manche Menschen können falsche Töne in einem Musikstück leicht erkennen, andere haben Schwierigkeiten damit. Es gibt sogar Menschen, die mit Musik kaum etwas anfangen können (musikspezifische Anhedonie).
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Musik und Hörprobleme: Wege zum Genuss
Menschen mit Hörproblemen können Musik anders wahrnehmen als Menschen mit normalem Hörvermögen. Musik kann verwaschen klingen, einzelne Instrumente sind schwerer zu verfolgen und die Klangqualität kann insgesamt unangenehm sein. Hörgeräte konzentrieren sich oft auf den Lautstärkebereich, in dem Sprache stattfindet, während Musik auch außerhalb dieses Bereichs stattfinden kann.
Die Forschung arbeitet daran, Musik auch für Menschen mit Hörproblemen wieder zum Genuss zu machen. Dabei werden beispielsweise die Klangfarbe künstlich modifiziert oder die Lautstärke bestimmter Tonspuren angepasst.