În timpul unei conversații, creierul nostru anticipează în permanență ce cuvânt urmează. Această capacitate ne ajută să înțelegem ce se spune într-o cafenea zgomotoasă sau să anticipăm fraza pe care urmează să o rostească un prieten. Această capacitate de a anticipa este strâns legată și de plăcerea pe care ne-o oferă muzica.
Pentru profesorul Shihab Shamma, cercetător în neuroștiințele auzului la École Normale Supérieure din Paris și la Universitatea din Maryland din SUA, înțelegerea modului în care creierul procesează muzica este o temă centrală de cercetare.
Între 2018 și 2025 a condus proiectul NEUME, finanțat de UE, care a studiat ce ne poate dezvălui muzica despre modul în care creierul învață, anticipează și se adaptează.
„Limbajul are un scop evident”, a spus el. „În ceea ce privește muzica, lucrurile stau altfel. Putem supraviețui fără ea, dar viața ar fi foarte diferită. Muzica angrenează creierul în întregime, însă nu înțelegem pe deplin de ce au creat-o oamenii.”
Filosofii, muzicienii și oamenii de știință dezbat de mai multe secole motivul pentru care oamenii compun muzică. Fiecare cultură are propriile tradiții muzicale, dar nicio explicație nu reușește să surprindă pe deplin efectul profund pe care îl are muzica asupra noastră. În loc să se întrebe pur și simplu de ce le place oamenilor muzica, echipa NEUME are o întrebare mai amplă: ce ne poate învăța muzica despre creierul uman?
Muzica, o fereastră către creier
Shamma și-a petrecut o mare parte a carierei studiind modul în care creierul procesează sunetul, în special vorbirea. Muzica, spune el, reprezintă o provocare fascinantă, deoarece are multe caracteristici comune cu limbajul, dar rămâne totuși o manifestare specific umană.
„Muzica este un semnal acustic cu totul special”, a explicat el. „Recunoaștem imediat muzica, diferențiind-o de vorbire sau de zgomotul de fond. Într-un fel sau altul, are proprietăți care stimulează simultan percepția, memoria, emoția și cunoașterea.”
Spre deosebire de conversația de zi cu zi, structura muzicală poate fi descrisă cu o precizie remarcabilă, ceea ce permite cercetătorilor să studieze predicția și învățarea în moduri greu de realizat doar prin limbaj.
Cercetătorii au vrut să înțeleagă cum influențează muzica creierul pe durate foarte diferite, de la o viață întreagă de ascultat muzică până la câteva fracțiuni de secundă. Anii petrecuți ascultând muzică ne învață „regulile” muzicale ale culturii noastre, iar fiecare notă ne permite să anticipăm aproape instantaneu ce va urma.
„Acest lucru se poate întâmpla pe parcursul întregii vieți”, a spus Shamma. „Dar se poate întâmpla și după doar câteva note. Sunt intervale de timp foarte diferite și ne-am dorit să le înțelegem pe toate.”
Muzica tăcerii
Una dintre cele mai remarcabile descoperiri ale proiectului a venit dintr-o sferă neașteptată: cea a tăcerii. Giovanni Di Liberto, conferențiar universitar la Trinity College din Dublin, s-a alăturat echipei în calitate de cercetător postdoctoral, după ce a studiat cum procesează creierul vorbirea în medii zgomotoase.
Alături de el a lucrat Claire Pelofi, cercetătoare în neuroștiințe și violonistă de profesie, care activează în prezent la Universitatea din New York, iar experiența ei muzicală a contribuit la formularea multora dintre întrebările de cercetare.
Muzica a oferit o modalitate ideală de a studia predicția deoarece, spre deosebire de limbaj, structura ei poate fi reprezentată printr-un model de precizie remarcabilă. Di Liberto și-a adus contribuția prin competențele sale în decodificarea semnalelor cerebrale complexe, iar Pelofi a venit cu perspectiva unui muzician cu pregătire de specialitate, contribuind la conceperea unor stimuli muzicali care să păstreze structura muzicală, dar, în același timp, să rămână adecvați pentru analiza computațională.
„O persoană care are cunoștințe de teorie muzicală are deja întrebările formulate”, a spus Pelofi. „Ca muzician, petreci ani întregi întrebându-te de ce anumite momente creează tensiune, relaxare sau emoție.”
Cercetările lui Di Liberto s-au concentrat asupra procesării predictive, respectiv asupra ideii că creierul învață constant tipare și le folosește pentru a anticipa ce se va întâmpla în continuare.
„Creierul nostru învață în permanență tipare”, a spus el. „Muzica nu poate fi prea surprinzătoare, dar nici prea previzibilă. Altfel, devine plictisitoare.”
În loc să studieze doar notele pe care le auzeau oamenii, cercetătorii au analizat ce se întâmpla când nu se cânta nicio notă. Folosind electroencefalografia (EEG), o metodă de examinare care măsoară activitatea electrică a creierului, ei au descoperit că creierul rămâne extrem de activ în momentele de tăcere din muzică. Când ascultătorii anticipau următoarea notă, creierul lor genera semnale măsurabile, chiar dacă nu ajunsese niciun sunet la urechile lor.
„Tăcerea ne permite să izolăm predicția”, a explicat Di Liberto. „În mod normal, se observă reacția creierului la sunet, împreună cu predicția corespunzătoare. În momentele de tăcere se văd doar așteptările creierului.”
Apoi, echipa le-a cerut muzicienilor să-și imagineze melodii cunoscute fără să le audă. S-au activat multe dintre aceleași mecanisme cerebrale, demonstrând că muzica imaginată și cea ascultată se bazează pe procese predictive similare.
Aceste studii din cadrul proiectului „Music of Silence” („Muzica tăcerii”) au inspirat de atunci cercetători din întreaga lume, în timp ce lucrările anterioare au demonstrat că creierul urmărește structura gramaticală a muzicii, deschizând noi perspective în studiul așteptărilor muzicale la nivel intercultural.
De asemenea, cercetătorii au descoperit că creierul se adaptează rapid la sisteme muzicale necunoscute, oferind perspective noi asupra modului în care învățăm tipare complet noi, cu implicații care pot depăși domeniul muzicii, extinzându-se la limbaj și la alte forme de învățare.
De la melodii la medicină
Deși își au originea în cercetarea științifică fundamentală, constatările s-ar putea aplica în numeroase domenii în afara muzicii. Tulburările la nivelul mecanismelor predictive sunt asociate cu afecțiuni ca autismul, dislexia și schizofrenia, în timp ce progresele înregistrate în domeniul interfețelor dintre creier și calculator aduc reconstituirea vorbirii imaginate – și chiar a muzicii imaginate – mai aproape de realitate.
Seturile de date și instrumentele analitice ale echipei, care sunt partajate în mod deschis, îi ajută și pe alți cercetători să valorifice aceste descoperiri.
Shamma consideră că acest domeniu se dezvoltă rapid. „Decodificarea neinvazivă a vorbirii sau a muzicii imaginate devine din ce în ce mai realistă”, a spus el.
Astfel de tehnologii ar putea ajuta într-o bună zi persoanele care și-au pierdut capacitatea de a vorbi să comunice doar prin gânduri. De asemenea, ele pot veni în sprijinul unor instrumente educative capabile să dea cursanților feedback personalizat când învață muzică sau sau limbi străine.
Însă, pentru Pelofi, anii petrecuți studiind muzica nu i-au lămurit misterul. „Cu cât înțelegem mai mult cum funcționează muzica, cu atât devine mai fascinantă”, a spus ea. „Putem explica surpriza, așteptările și emoțiile cu o precizie din ce în ce mai mare, dar rămâne o dimensiune profund impresionantă a muzicii care încă ne scapă.”
Pentru Shamma, cea mai importantă contribuție a proiectului este că a demonstrat că muzica oferă una dintre cele mai clare perspective asupra modului în care creierul învață, anticipează și se adaptează.
„Muzica este universală”, a spus el. „Fiecare cultură o exprimă diferit, dar oamenii de pretutindeni reacționează la ea.”
Înțelegând de ce o melodie rămâne în minte mult timp după ultima notă, cercetătorii dezvăluie principii fundamentale ale învățării, ale predicției și ale imaginației: tocmai acele aspecte care ne ajută să fim umani.
Articol scris de Maria Vlastara
Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista UE pentru cercetare și inovare.
Cercetarea prezentată în acest articol a fost finanțată parțial de Consiliul European pentru Cercetare (CEC).
Mai multe informații
Atac cibernetic masiv în Franța: Datele de la Fisc și Cadastru ale sute de mii de utilizatori au fost furate
Florinel Coman schimbă echipa
O dronă s-a prăbușit și a explodat în Tulcea. Nu a fost detectată de radare, dar a fost filmată de localnici UPDATE Resturile au fost găsite (Video)
Fragment de dronă, adus de valuri pe plaja din Saturn (Video)
