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Estratti da "Il Neurofoglio", rivista periodica di neuroscienze

Milano 2000

 

 

Il cervello musicale

Esistono svariate maniere intellettualmente valide per capire il complesso fenomeno della musica, ma io ritengo che esplorare la musica da un punto di vista scientifico può portare a scoperte importanti per i ricercatori, soprattutto nel settore delle neuroscienze, e può fornire delle chiavi di lettura anche per gli stessi musicisti.

Vorrei soffermarmi su tre temi relativi a questioni molto diverse che riguardano i processi musicali: l'immaginario musicale, il tono assoluto e la musica e l'emozione. Ciascuno di questi argomenti è stato al centro di ricerche condotte dal nostro laboratorio, con lo scopo di capire i substrati neurali associati a tali funzioni particolari, ciascuno dei quali rivela una sfaccettatura diversa della funzione cerebrale.

La ricerca sull'immaginario musicale esplora le modalità seguite per generare le rappresentazioni musicali interne; la percezione e l'immaginario non solo condividono processi psicologici simili, ma anche schemi di attivazione corticale. In tal maniera si dimostra che ciò che altrimenti è un fenomeno completamente soggettivo può essere riconducibile all'indagine scientifica avvalendosi di strumenti comportamentali e di neuroimaging.

Il secondo settore, il tono assoluto, riguarda tematiche di capacità e di sviluppi speciali. Le nostre ricerche sul tono assoluto hanno evidenziato schemi di attività cerebrale correlate ai meccanismi della memoria associativa dei detentori assoluti di tono, i quali secondo noi sono simili a quelli utilizzati per altri tipi di funzioni mnemoniche, portando inevitabilmente ad una demistificazione del fenomeno.

Infine, una delle questioni più sentite è capire perché la musica spesso possa evocare risposte emotive forti ma idiosincratiche. Abbiamo riaffrontato l'argomento utilizzando le tecniche di neuroimaging funzionale.

I nostri dati indicano che le risposte euforiche associate a taluni passaggi musicali portano ad una attività cerebrale in varie regioni, incluse quelle precedentemente collegate alle ricompense biologiche ed ai processi di motivazione. In tal modo, malgrado si tratti di uno stimolo astratto e culturalmente contestuale, la musica parrebbe essere in grado di impegnare non solo processi cognitivi, ma anche processi emotivi più antichi.

La musica pertanto offre molte possibilità per esplorare le architetture neurali funzionali, ed io ritengo che gli studi condotti sulla musica e sul cervello portino a delle reciproche scoperte.

Robert J. Zatorre

Montreal Neurological Institute

And McGill University, Montreal

 

 

Capacità musicali del bambino e loro implicazioni

Le evidenze esistenti indicano che la nostra vita non inizia con una lavagna musicale vuota. Anzi, i bambini mostrano una propensione ai processi relazionali di tono e scadenze così come ai processi degli intervalli delle consonanti, che sono al centro dei processi musicali in tutte le culture.

In tal modo, i bambini pare siano preparati per la musica che successivamente sentiranno.

Anche se questi ed altri parallelismi tra adulti e bambini implicano che lo sviluppo musicale sia un processo lineare, le evidenze indicano il contrario.

Ad esempio, si ritiene che i bambini in età prescolastica attribuiscano priorità alle caratteristiche assolute, piuttosto che a quelle relative, e si presuppone che ciò sia alla base della loro facilità ad acquisire il tono assoluto.

Alla fine del ciclo prescolastico, il tono relativo riprende il ruolo dominante che poi rivestirà per tutta la vita.

Esistono evidenze, tuttavia, sul fatto che tale prospettiva di sviluppo sia ampiamente sovraesemplificata.

I bambini e gli adulti sono più bravi nelle loro modalità di elaborazione "non-dominante" di quanto non si pensi. Si ha la tentazione di considerare i bambini in qualità di esseri musicali sulla base di capacità di elaborazion e di schemi relativamente "matura".

Tuttavia, i principi percettivi che sono alla base della musica non sono prerogativa esclusiva della capacità di ascolto che ha l'uomo.

Gli uccelli canterini e i primati non umani elaborano................................................................. quando gli spunti assoluti non sono disponibili.

Alcuni riscontri recenti sollevano questioni provocatorie a proposito di elaborazioni tra umani e non umani.

Ad esempio, le scimmie Rhesus riconoscono le melodie trasposte di un'ottava, soltanto s le melodie sono tonali. Inoltre, alcune ricerche in corso hanno evidenziato che alcune specie di scimmie preferiscono la musica consonante piuttosto che quella dissonante.

Tali analogie umani/non umani dovrebbero ricordarci che il nostro apparato uditivo, che abbiamo in comune con molte altre specie fornisce le basi per i processi musicali. I riscontri summenzionati scardinano l'assun to secondo cui i processi musicali sono una prerogativa degli esseri umani. Forse l'elemento che maggiormente distingue i processi musicali è il loro impatto emotivo., i fremiti, i brividi, l'intenso piacere, la profonda contentezza e la sensazione di unione con il prossimo.

Questo potere speciale che la musica ha si manifesta già nella prima infanzia, ben prima che la cultura abbia avuto modo di lasciare una sua impronta.

La musica, in particolare la musica vocale, ha la capacità di catturare e mantenere l'attenzione dei bambini e di modularne l'umore. È probabile che l'impatto emotivo della musica sia la motivazione degli arricchimenti creativi personali e culturali che rendono la musica un qualcosa di veramente unico.

Sandra E. Trehub

Departement of Psychology

 

Processi melodici e prosodici negli adulti e nei bambini

L'Idea che l'esposizione alla musica e a un'intensiva pratica musicale vada a vantaggio di aree non-musicali risale a molto tempo fa e solo recentemente è stata oggetto di ricerche sperimentali. I risultati di svariati studi comportamentali hanno evidenziato il miglioramento delle capacità matematiche e/o spaziali in seguito ad un'educazione musicale nel bambino. Tuttavia, tali riscontri non sempre sono conclusivi, soprattutto a causa di problemi metodologici. Nei presenti esperimenti, abbiamo utilizzato i potenziali cerebrali evento-correlati ("ERP") e quelli comportamentali, con lo scopo di confrontare i musicisti ai non musicisti durante l'esecuzione della stessa funzione (individuazione delle violazioni del contorno del tono) musicale o di un altro dominio cognitivo che presenta analogie interessanti con la musica: il linguaggio. Il nostro primo obiettivo è stato determinare se una formazione intensiva musicale faciliti l'elaborazione dell'insieme degli intervalli di tono (contorno) non solo nella musica, ma anche nel linguaggio. L'indagine delle analogie e differenze tra linguaggio e musica, due delle capacità più complesse, e unicamente riservate all'uomo, è un argomento di ricerca che ha ricevuto recentemente un grosso interesse nel campo delle neuroscienze. Tuttavia, fa impressione notare che, mentre gli studi precedenti hanno confrontato livelli di processi nel linguaggio e nella musica che a priori sembrano piuttosto diversi, quali ad esempio la si ntassi e l'armonia oppure la semantica e la melodia, nessuno studio ha ancora usato i metodi di imaging cerebrale per confrontare la prosodia (ovvero l'intonazione dei contorni della voce, l'accentuazione e il ritmo) con la melodia (ovvero la successione di note in una frase musicale), due aspetti che obiettivamente sono più simili, dato che entrambi si basano sugli stessi parametri acustici: frequenza fondamentale (contorno di tono), caratteristiche dello spettro, ampiezza e durata.

Pertanto, il secondo scopo del presente esperimento è stato di confrontare direttamente la percezione del tono nel linguaggio e nella musica registrando le variazioni nel test dei potenziali ERP associati ai diversi gradi di violazioni previste della frequenza fondamentale (FO), e abbiamo registrato l'ERP per esaminare con precisione il tempo necessario all'elaborazione del tono. Nel primo esperimento tuttora in corso, confrontiamo bimbi con età compresa tra 7 e 10 anni, che hanno iniziato a suonare uno strumento in età precoce (tra 3 e 5 anni) con bimbi che non avevano iavuto un'esposizione specifica alla musica.

I risultati sugli adulti hanno evidenziato che all'interno di entrambi i dominii i musicisti individuano le manipolazioni FO deboli meglio dei non-musicisti. Inoltre le manipolazioni FO all'interno della musica e del linguaggio, generavano variazioni positive simili nei potenziali elettrici del cervello, laddove in generale per i musicisti si osservava una latenza ad insorgenza più precoce rispetto ai non-musicisti. La cosa interessante è che, sia per i musicisti che per i non-musicisti, le negatività precoci, più accentuate nel caso di incongruenze maggiori, si presentavano all'incirca a 100 msec sia per la musica che per il linguaggio, anche se con una diversa distribuzione sullo scalpo. Per la musica, e indipendentemente dall'esperienza, l'ampiezza era maggiore sul gruppo di elettrodi posizionato sul temporale destro. Tale distribuzione sullo scalpo è in linea con l'ipotesi formulata da Zatorre et al. (2002) secondo cui le aree corticali uditive destre sono specializzate nell'analisi della frequenza. La distribuzione sullo scalpo delle componenti negative nel linguaggio invece, variava con l'esperienza musicale, e si è rivelata maggiore sui siti temporali bilaterali per i musicisti e maggiore centralmente e sopra i siti temporali per i non-musicisti. Tutto considerato, questi risultati sono considerati l'evidenza del fatto che, negli adulti, un'ampia educazione musicale, influenza la percezione del contorno del tono nella lingua parlata e che potrebbero essere in gioco processi cognitivi analoghi atti ad elaborare il contorno del tono nel linguaggio e nella musica. Infine, l'aver trovato differenze tra musicisti e non-musicisti nella distribuzione della negatività precoce conferma quanto riscontrato quandi si è dimostrato una plasticità funzionale e strutturale dipendente dall'esperienza in aspetti diversi dei processi musicali nei musicisti. Pertanto, l'interessante possibilità che l'esperienza musicale influenzi l'architettura anatomo-funzionale dei processi prosodici nel linguaggio è una tematica che andrà approfondita negli esperimenti futuri.

Mireille Besson

Institut de Neurosciences

 

Strategie sperimentali per capire il ruolo dell'esperienza nella cognizione musicale

Le ricerche in materia di cognizione musicale offrono una ricca serie di possibilità per indagare sul ruolo dell'esperienza nella percezione musicale. L'impostazione scelta con maggiore frequenza è quella di considerare lo sviluppo delle capacità nel corso della prima infanzia, e di continuare poi le ricerche durante gli anni scolastici. Oltre a tale tipo di ricerca, si possono anche studiare gli effetti della formazione musicale.

A differenza di altri settori, come la vista e il linguaggio, l'esperienza musicale può richiedere anni di istruzione esplicita, e il suo effetto sulle capacità musicali è stato oggetto di approfondite analisi. Una terza possibilità è di guardare alla musica e ad ascoltatori di culture diverse. In questo caso, è possibile confrontare le esperienze musicali, e guardare direttamente gli effetti delle esperienze precedenti con lo stile musicale specifico. Una quarta possibilità è quella di condurre un'indagine ecologica sulle regolarità all'interno di uno stile musicale utilizzando tecniche statistiche. Tale metodo offre la possibilità di approfondire gli schemi che sono potenzialmente a disposizione degli ascoltatori al momento della persezione, organizzazione e del ricordo della musica.

Le ricerche psicologiche sulla musica indicano che un principio cognitivo di base è la sensibilità alle regolarità statistiche nella musica.

Studi recenti evidenziano che l'apprendimento statistico può svolgere a sua volta un ruolo importante nell'acquisizione del linguaggio. In questa ricerca, pare che i bambini abbiano imparato le sequenze di sillabe che ricorrono frequentemente. Un processo di apprendimento come questo può portare a identificare gli abbinamenti di sillabe nella loro valenze di parole. Recentemente, il paradigma è stato esteso ai toni. Così facendo, nelle fasi precoci dello sviluppo, l'uomo pare essere sensibile alle successioni frequenti di suoni, e tale sensibilità può riguardare sia il linguaggio che la musica. Nella musica, è stato proposto che le regolarità all'interno dei diversi stili musicali, sono quelle che determinano la centralità del tono. Le regolarità determinano la ripetizioni dei toni e delle sequenze di ton i, l'enfasi ritmica e melodica, l'accentuazione metrica e di durata, e il posizionamento dei toni centrali in coincidenza o in prossimità dell'inizio e della fine delle frasi. Tramite una ripetuta esposizione alla musica, gli ascoltatori sviluppano implicitamente una rappresentazio e musicale che cattura le regolarità. Tale rappresentazione può essere utilizzata per codificare e ricordare schemi musicali in futuro, e generare aspettative durante l'ascolto. La sensibilità nei confronti di tali regolarità può anche consentire agli ascoltatori di adattarsi con relativa facilità agli stili musicali nuovi.

Le ricerche che abbiamo preso in considerazione iniziano con uno studio ecologico dei più frequenti schemi di tono iniziali in un corpus di musiche occidentali. Tali segmenti iniziali contengono informazioni che specificano con chiarezza la tonalità o la chiave della musica.

Nel corso dell'esperimento, gli schemi iniziali sono seguiti da toni che sono continuazioni frequenti del corpus musicale, oppure che non lo sono. Agli ascoltatori viene chiesto di giudicare se il tono aggiunto corrisponde alle loro aspettative. Le ricerche precedenti indicano l'esistenza di principi cross-culturali generali su cui poggiano questi tipi di giudizio, e che gli ascoltatori sono sensib ili alle regolarità statistiche all'interno dello stile musicale. Nel presente studio, i giudizi presentano una forte correlazione con la frequenza statistica del ricorrere di sequenze di tono nella musica occidentale tonale-armonica. La funzione è stata eseguita durante una risonanza magnetica funzionale che misurava la risposta emodinamica. Sono state osservate le aree di attivazione deputate a tali funzioni, mentre invece non sono state misurate le attività correlate in maniera specifica con i parametri statistici e comportamentali.

Carol L. Krumhansi

Department of Psychology

Cornell University, Ithaca, USA

 

Musica ed età dello sviluppo

Alla nascita, il sistema uditivo del bambino, a differenza di quello visivo, è già pressoché maturo, ed è nozione popolare fin dall'antichità, oltre che oggetto di ricerca in tempi più recenti, la reattività ai suoni manifestata già dal feto in gravidanza.

I bambini piccoli non solo odono i suoni, ma riconoscono altezza del suono e tempo, e manifestano preferenza per le consonanze rispetto alle dissonanze.

A differenza degli adulti (e analogamente ad uccelli canori e alcune scimmie), i bambini riconoscono e apprendono meglio l'altezza assoluta del suono rispetto all'altezza relativa, che assumerà un ruolo dominante solo dalla fine del periodo prescolastico, quando emergeranno anche, gradatamente, capacità di riconoscere e identificare accordi e accompagnamento.

Prima dell'età scolare, quindi, un'istruzione specifica avrebbe effetti limitati, mentre potrebbe migliorare molto le prestazioni in quel compito quando la maturazione avrà reso il..............istruzione tecnica specifica, sembra migliorare le prestazioni a test dei movimenti oculari considerati indici di "velocità mentale" e correlati al quoziente di intelligenza, come dimostrato da studi su bambini di 3-7 anni divisi in due gruppi, uno di giovani violinisti di talento riconosciuto, seguiti con lezioni specifiche quotidiane, e uno di bambini sottoposti a educazione musicale generica. In entrambi i gruppi si sono ottenuti risultati nettamente superiori rispetto a coetanei di controllo, senza esperienze musicali, sia nei test di intelligenza, sia nelle registrazioni dei movimenti oculari. Imparare ad eseguire un brano musicale è un compito molto complesso, che comporta l'attivazione non solo di sistemi uditivi, ma anche rappresentazioni grafiche (spartito), vocali, motorie (riprodurre i suoni sullo strumento).

Si tratta di creare legami fra tutte queste differenti rappresentazioni: cantando, ad esempio, si pre-attiva un programma motorio che facilita il passaggio al flauto.

I metodi di insegnamento musicale di............creazione di una rappresentazione astratta della musica. ma la musica non è solo tecnica: un aspetto più specificamente umano nella musica è l'impatto emozionale, che si manifesta fin dalla primissima infanzia, prima delle sovrapposizioni culturali.

La musica, in particolare quella vocale, attira l'attenzione e modula l'umore del bambino. E il bamb ino, come avviene anche in molte culture non occidentali, percepisce ed esprime la musica con la partecipazione di tutto il corpo (voce, movimento), senza distinzione fra "musica" e "danza".

La musica, come fenomeno bio-culturale, è un coinvolgimento delle funzioni acustiche, motorie, emozionali, e dell'attività di interazione sociale. Come funzioni specificamente umane e sociali, musica e linguaggio sono in stretto rapporto. Infatti, l'apprendimento del linguaggio e della musica presentano molti punti in comune, e si basano sulla discriminazione statistica (cioè della frequenza di riscontro), come evidenziato in studi con sequenze di sillabe (per il linguaggio) e sequenze di toni (per la musica) in bambini di otto mesi.

La prosodia (musicalità e ritm o del linguaggio) è di solito enfatizzata quando si parla ai b ambini, facilitando l'apprendimento delle parole. Per la scansione del ritmo, che accomuna linguaggio e musica, è possibile riconoscere nella musica classica strumentale occidentale l'impronta del linguaggio.

Confermano lo stretto rapporto fra musica e linguaggio studi che hanno dimostrato, in bambini di 6-7 anni, un miglioramento delle capacità linguistiche, fonologiche e di compitazione (spelling) dopo otto mesi di training musicale, in particolare in bambini con dislessia (difficoltà di lettura e scrittura). Inoltre, tre lezioni settimanali di venti minuti ciascuna per 15 settimane hanno dato miglioramenti significativi in bambini dislessici. Ma quanto conta il training musicale precoce rispetto alle preesistenti differenze genetiche fra musicisti e non musicisti?

Negli adulti musicisti si rileva una memoria verbale aumentata, oltre all'incremento anatomico di strutture cerebellari e del planum temporale. e risultano aumentate anche le componenti elettroencefalografiche più "neuroplastiche", cioè soggette ad aumento con il training (in particolare P2 e N1c degli ERP per i toni musicali) che aumentano anche in successivi controlli nel tempo in bambini dai 4 ai 7 anni studiosi di pianoforte con il metodo Suzuki, confermando la plasticità delle risposte evocate dagli eventi uditivi.

Nei musicisti, rispetto ai non musicisti, le "mappe corticali" dei toni musicali (cioè la zona di corteccia cerebrale dove vengon o rappresentati i toni musicali), sono tanto più ampie quanto più precoce è stata l'età di inizio della pratica musicale, ma vi è anche una differenza legata allo strumento suonato (tromba o violino, negli studi di Cristo Pantev, Toronto).

Suonare uno strumento implica anche un continuo adattamento secondo stimoli uditivi, visivi e somato-sensoriali (udire il suono, leggere lo spartito, sentire e muovere a contatto con lo strumento le dita e le labbra) coinvolgendo molte aree olrtre a quella acustica. Lo studio delle localizzazioni delle funzioni cerebrali correlate alla musica ha radici antiche. Dalla frenologia e dai tempi di Lombroso, che correlava conformazioni del cerv ello (o addirittura del cranio) a particolari abilità o propensioni (da cui espressioni popolari come "il bernoccolo della matematica" o "tipo criminale") basandosi su osservazioni an atomiche, agli attuali sofisticati mezzi n eurofisiologici e neurodialogici (fRMI = Risonanza Magnetica funzionale; EEG = elettroencefalografia; MEG = magnetoelettroencefalografia; PET = tomografia ad emissione di positroni; Potenziali Evocati, e altri) che possono evidenziare l'attivazione di aree cerebrali in relazione a stimoli musicali, senza cadere in eccessi da "frenologia cibernetica".

Grazie alla tecniche sopra citate, si è rilevato che molte zone (tra cui la corteccia temporale destra e sinistra, aree frontali e cervelletto), partecipano all'elaborazione degli stimoli musicali. Non esiste, quindi, un "centro" della musica singolo, ma reti neuronali con interconnessioni multiple, che colgono i vari aspetti e concorrono alla specificità del cervello per la musica.

Violazioni delle strutture musicali e di quelle linguistiche (cioè accordi finali inappropriati in una sequenza o errori di sintassi nelle frasi) vengono percepiti in aree corrispondenti dell'emisfero destro o sinistro (aree fronto-laterali inferiori e temporali superiori e posteriori). L'ascolto ripetuto della musica migliora la sua rappresentazione mentale sensibilizzando l'ascoltatore a cogliere le regolarità e prevedibilità.

Una componente dei potenziali correlati agli eventi uditivi è la MMN (Mismatch negatività), evocata dalla percezione di un suono "diverso" da una serie ripetitiva così come da un suono "inaspettato" cioè diverso da quello atteso in un contesto musicale.

La MMN è stata utilizzata in studi su adulti, musicisti e non, e su dislessici, adulti e bambini. La MMN appare correlata all'esperienza musicale e, in particolare nei dislessici è deteriorata, ma può migliorare con il training.

Marina Mesina

Neurologa, collaboratrice de "il Neurofoglio"