Come sarebbe la musica “aliena” nel cervello?

Come potrebbe suonare la musica aliena? Sarebbe strutturata gerarchicamente come la nostra musica, con versi e un coro? Saremmo persino in grado di apprezzarla?

Vincent Cheung, uno studente di dottorato presso l’Istituto Max Planck per le scienze cognitive e cerebrali umane, pensa che la risposta sarebbe sì. La sua ricerca pubblicata questa settimana su Scientific Reports spiega cosa significa esattamente.

Vincent Cheung, insieme ad Angela Friederici, Stefan Koelsch e Lars Meyer, hanno indagato le dipendenze non locali della musica e stanno cercando di determinare come il cervello umano le elabori. Nel linguaggio e nella musica, le correlazioni sono fili concettuali che legano insieme due cose. Ad esempio, nella musica pop, la seconda di un versetto, seguendo un coro, avrebbe una correlazione non locale con la prima parte del verso. Esperienzialmente, è chiaro per noi che abbiamo ascoltato una sequenza già sentita. Secondo Cheung, i compositori usano questi dispositivi per assecondare le nostre aspettative e suscitare forti reazioni emotive alla musica. Ma il cervello come riconosce questi schemi e, cosa ha a che fare con Paul Broca?

Paul Broca era un famoso medico e anatomista francese il cui lavoro con pazienti afasici nel 1800 portò alla scoperta dell’area di Broca; una piccola porzione della corteccia cerebrale appena sopra la tempia, in particolare sul lato sinistro del cervello. L’area di Broca è fondamentale per la produzione del parlato e per l’elaborazione di correlazioni linguistiche. Ad esempio, l’area di Broca è attiva quando rileviamo violazioni alle note regole grammaticali. Sorprendentemente, nonostante l’area di Broca sia una delle regioni del cervello umano più studiate, i neuroscienziati non sono ancora esattamente sicuri di come questa regione influenzi l’altra parte del cervello.

La teoria suggerisce che l’equivalente dell’emisfero destro dell’area di Broca abbia un ruolo simile, riferito però all’elaborazione della musica invece che del linguaggio. Tuttavia, i ricercatori hanno avuto  delle difficoltà nel dimostrarlo, in parte a causa dell’incapacità di mettere a nudo i contributi delle correlazioni locali e non locali riferite alla gerarchia strutturale della musica.

Il signor Cheung non possiede realmente una musica aliena, ma è così che chiama la musica che ha sviluppato per il suo studio. Ha creato un “genere” musicale descritto come “combinazione casuale di terzine a tono combinate in modo palindromo”. Anche se ciò potrebbe non sembrare molto piacevole, gli stimoli brevi erano in realtà abbastanza piacevoli per l’orecchio. Gli stimoli di Vincent permisero alla squadra di superare la confusione delle correlazioni locali. È importante sottolineare che c’erano sequenze conformi a una grammatica musicale fabbricata e sequenze che non lo erano. Questo ha aperto la porta per determinare dove vengono elaborate le correlazioni musicali  non locali nel cervello.

Musicisti di diversa esperienza sono stati invitati al laboratorio per ascoltare le brevi composizioni di Cheung. Il loro compito era di indovinare se le singole sequenze erano grammaticali o meno e, attraverso le loro risposte corrette e sbagliate, determinare la regola grammaticale sottostante. Una volta appreso la regola, i partecipanti sono stati invitati a svolgere il compito in uno scanner MRI, consentendo ai ricercatori di vedere quali aree del cervello venivano attivate. I ricercatori hanno ipotizzato l’attivazione bilaterale del giro frontale inferiore, la struttura anatomica che ospita l’area di Broca, durante sequenze non grammaticali rispetto a sequenze grammaticali. Un’ingegnosa manipolazione ha anche permesso loro di dissociarsi tra elaborazione delle correlazioni non locali e l’assoluta richiesta di memoria di lavoro. La complessità delle sequenze è stata sistematicamente variata in modo tale che più informazioni avrebbero dovuto essere conservate in memoria in determinate condizioni.

I risultati, pubblicati su Scientific Reports nel 2018, sono coerenti con le loro previsioni, oltre a una sorpresa. Il cosiddetto Giro frontale inferiore (IFG) è stato attivato più durante sequenze che erano non grammaticali rispetto alla grammatica, sebbene l’attività cerebrale fosse più ponderata verso l’emisfero destro. Cioè, il cervello è diventato più attivo nell’IFG durante le violazioni grammaticali della regola appresa, ma tendeva ad attivare più la parte destra di Broca piuttosto che la sinistra.  Anche le regioni frontali e parietali con ruoli noti nella memoria di lavoro sono alla base della dimensione di complessità del compito. È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto che il grado di connettività funzionale, tra le regioni cerebrali coinvolte nella rilevazione di violazioni grammaticali e quelle relative alla memoria di lavoro, ha predetto l’accuratezza delle prestazioni dei partecipanti nel determinare se una sequenza fosse grammaticale o meno. Ciò suggerisce che il compito si realizza attraverso l’integrazione delle informazioni in memoria con una qualche forma di calcolo neurale della grammatica musicale nell’omologa parte dell’area di Broca.

Vincent Cheung, primo autore dello studio sottostante, suggerisce che  l’importanza del lavoro sta nel dimostrare che i neuroni in grado di codificare le correlazioni non locali non sono “sopra-modali”. Piuttosto,  sembra che varie sotto-popolazioni siano orientate ed attivate per diversi tipi di stimoli tra cui la musica.

Journal Reference:

  1. Vincent K. M. Cheung, Lars Meyer, Angela D. Friederici, Stefan Koelsch. The right inferior frontal gyrus processes nested non-local dependencies in music. Scientific Reports, 2018; 8 (1) DOI: 10.1038/s41598-018-22144-9

 

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