Sonntag, 2. Dezember 2012

Beim gemeinsamen Musizieren vernetzten sich Gehirne


Zwei Musikerinnen spielen im Duett. Mit Hilfe der Elektroden, die an ihren Köpfen befestigt sind, messen Wissenschaftler die Hirnwellen der Gitarristinnen.
| Copyright: Johanna Sänger / MPI für Bildungsforschung

Berlin (Deutschland) - Band-, Kammer- und Orchestermusiker kennen das Phänomen: Der Impuls für das eigene Handeln scheint nicht mehr vom Geist des Einzelnen alleine auszugehen, sondern viel stärker durch die koordinierte Aktivität der Gruppe gesteuert zu sein. Jetzt können Wissenschaftler belegen, dass sich beim gemeinsamen Musizieren hirnübergreifende Netzwerke ausbilden.

Wie die Wissenschaftler um Johanna Sänger, Viktor Müller und Ulman Lindenberger vom Max-Planck-Institut für Bildungsforschung (MPIB) aktuell im Fachjournal "Human Neuroscience" berichten, haben sie die Hirnwellen von zwei Gitarristen mit Hilfe von Elektroden verfolgt, während diese ein Duett spielten und sind dabei auf deutliche Unterschiede in der Hirnaktivität der Musiker gestoßen, je nachdem ob diese den Ton angaben oder sich am Rhythmus ihrer Kameraden orientierten.


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Schon 2009 hatten Wissenschaftler um Ulman Lindenberger ebenfalls vom MPIB herausgefunden, dass wenn Gitarristen im Duett musizieren, sich die Aktivität ihrer Hirnwellen synchronisiert.

In ihren neuen Untersuchungen sind die Wissenschaftler nun einen Schritt weiter gegangen und haben die Hirnaktivität von jeweils zwei Gitarrenspielern untersucht, die ein Musikstück mit zwei unterschiedlichen Stimmen wiedergaben. "Hiermit wollten sie herausfinden, ob die Synchronisation der Hirnwellen auch dann zustande kommen würde, wenn die beiden Gitarrenspieler eben nicht genau das Gleiche spielten", so die Pressemitteilung des MPIB. "Die Erklärung wäre dann nicht einfach die Wahrnehmung der gleichen Reize oder das Ausführen der gleichen Bewegung, sondern etwas weitaus Spektakuläreres: Möglicherweise deutet das Phänomen nämlich auch darauf hin, dass Nervenzentren aus zwei separaten Köpfen eine gemeinsame Handlung zusammen koordinieren."

Um diese Hypothese zu überprüfen, teilten die Psychologen 32 geübten Gitarristen in 16 Duettpaare ein und schlossen jeden der Musiker an 64 Kopfelektroden an, um damit über den ganzen Schädel verteilt die Aktivität der Hirnwellen in den einzelnen Regionen abzulesen. In diesem Zustand sollten die Probanden nun insgesamt 60 Mal eine Rondo-Sequenz aus der Sonate in G-Dur von Christian Gottlieb Scheidler wiederholen. Dabei unterschieden sich die Aufgaben von zwei Duettanten jeweils ganz leicht: So hatten sie jeweils unterschiedliche Stimmen zu spielen, und einer der beiden war dafür verantwortlich, dass beide gemeinsam einsetzten und ein gemeinsames Spieltempo einhielten. Dieser übernahm also eine Führungsrolle, während der Mitspieler folgte.

Dieser Unterschied spiegelte sich in den Ergebnissen der Hirnstrommessungen wider: "Die Gleichschaltung der Hirnwellen, die wir an einer einzelnen Elektrode gemessen haben, waren beim anführenden Spieler stärker ausgeprägt, und im Gegensatz zum Folgespieler vor allem schon vor dem Spielanfang vorhanden", erläutert Johanna Sänger. Insbesondere gilt dies für die Deltawellen, die im niederfrequenten Bereich unter vier Hertz liegen. "Dies könnte die Entscheidung des anführenden Spielers reflektieren, jetzt mit dem Spielen anzufangen", meint Sänger.

Auch die Kohärenz (also die Eigenschaft von Wellen, im dynamischen Verlauf einer gemeinsamen festen Regel zu folgen) der Signale zwischen verschiedenen Elektroden eines Duettpaares analysierten die Wissenschaftler und kamen zu einem bemerkenswerten Ergebnis: Während der Phasen, in denen die Musiker ihre Aktivität koordinieren mussten (also jeweils zu Beginn einer Sequenz), zeigten die Signale der frontalen und der zentralen Elektroden, einen eindeutigen Zusammenhang. Und dies nicht nur innerhalb des Kopfes eines einzelnen Spielers, sondern auch zwischen den Köpfen der beiden Duettpartner.

"Wenn Menschen Handlungen miteinander koordinieren, entstehen kleine Netzwerke innerhalb des Gehirns und bemerkenswerter Weise auch zwischen den Gehirnen, besonders dann, wenn die gegenseitige Abstimmung wichtig ist, zum Beispiel beim gemeinsamen Spielbeginn", so Sänger.

Das Bild, das sich nun abzeichnet, deute darauf hin, dass die hirnübergreifenden Netzwerke Bereiche der beiden Gehirne verbinden, die bereits zuvor mit sozialer Kognition und Musikproduktion assoziiert wurden. Solche hirnübergreifenden Netzwerke entstehen zudem vermutlich nicht nur beim Musizieren. "Wir gehen davon aus, dass Hirnwellen unterschiedlicher Personen sich auch dann synchronisieren, wenn Menschen ihr Handeln auf andere Weise koordinieren, etwa beim Sport, oder wenn wir miteinander kommunizieren", sagt Sänger.


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