Musik og belønningssystemet
så hvad har musik at gøre med rotter, der trykker på håndtag eller folk, der tager stoffer? Da vores gruppe først begyndte at undersøge musikinduceret fornøjelse, vidste vi ikke, om det samme belønningssystem, der reagerer på biologisk relevante stimuli, også ville blive engageret af en helt abstrakt stimulus som musik. Når alt kommer til alt er musik ikke nødvendig for at overleve, og det er heller ikke et udvekslingsmiddel som penge eller et kemisk stof som et lægemiddel, der kan udløse direkte neuronale reaktioner.
vores team satte sig for at udforske dette spørgsmål ved hjælp af hjerneafbildningsteknikker, der giver os mulighed for at måle aktivitet i striatum under oplevelsen af stor glæde af musik. Men vi løb straks ind i et metodologisk problem: hvordan man måler et subjektivt svar, såsom glæde, på en streng, objektiv, videnskabeligt levedygtig måde? Undersøgelsen af noget så komplekst og potentielt ukontrolleret som musikalsk følelse repræsenterede en særlig hindring. I vores første tilgang til dette spørgsmål kom vi på ideen om at studere “kulderystelser”, det behagelige fysiske svar, som mange mennesker oplever, mens de lytter til bestemte musikalske passager.
fordelen ved denne tilgang var, at kulderystelser ledsages af fysiologiske ændringer (øget hjertefrekvens, åndedræt, hudledningsevne osv.), hvorfra vi kunne udlede et objektivt indeks for timingen og intensiteten af maksimal fornøjelse. For at gennemføre denne ide bad vi hver deltagende person om at vælge deres egen yndlingsmusik, garanteret at fremkalde maksimal fornøjelse. Således bevæbnet var vi i stand til at demonstrere i en række undersøgelser, at både dorsal og ventral striatum faktisk reagerer på øjeblikke af topglæde induceret af music15 og ved hjælp af en neurokemisk specifik radioligand (et radioaktivt biokemisk stof, der binder til et relevant molekyle), at dopaminfrigivelse forekom i striatum i disse øjeblikke.16
disse undersøgelser transformerede vores forståelse af neurobiologien af musikalsk fornøjelse, men efterlod ubesvaret præcist, hvordan eller hvorfor belønningssystemet således er involveret. Et fingerpeg om dette spørgsmål var vores observation, at der var to faser til dopaminresponsen: en forventningsfase, forekommer et par sekunder før maksimal fornøjelse i en deldel af striatum, og et andet svar i en anden underregion på det faktiske fornøjelsespunkt.16 dette fund indikerer, at forventninger er lige så vigtige en kilde til glæde som beslutninger. Interessant nok har musikteoretikere stillet noget lignende i mange år: den følelsesmæssige ophidselse og glæde ved musik stammer fra at skabe spænding og derefter føre lytteren til at forvente dens opløsning, hvilken opløsning undertiden forsinkes eller manipuleres for at øge forventningen yderligere.9
brug af kulderystelsesresponsen viste sig meget nyttigt; men man kunne spørge, om engagementet i belønningssystemet er begrænset til denne oplevelse; da ikke alle får kulderystelser, og da musik kan være meget behageligt selv uden kulderystelser, syntes det vigtigt at teste musikalsk fornøjelse uden at der var kulderystelser involveret. For at gøre det brugte vi et paradigme tilpasset fra neuroøkonomi, hvor folk lytter til musikuddrag og beslutter, hvor mange penge de ville være villige til at bruge til at købe en optagelse af det. Det monetære beløb er derefter en fuldmagt for værdi og indirekte for fornøjelse. Med denne tilgang fandt vi også, at det ventrale striatum viste øget aktivitet, da værdien steg. 17
men en anden ledetråd fremkom fra denne undersøgelse, fordi vi også fandt ud af, at når værdien steg, og responsen i striatum steg, jo højere var dens kobling (målt i form af korreleret hjerneaktivitet) til hørebarken og dens tilknyttede netværk: jo flere lyttere kunne lide et givet musikalsk stykke (indekseret af deres vilje til at bruge flere penge), jo større var krydssamtalen mellem striatum og det auditive system.17 dette fund er vigtigt, fordi det forbinder det perceptuelle systems aktivitet, som gennemgået ovenfor, med belønningssystemet. Således foreslår vi, at de to systemer har forskellige funktioner: den perceptuelle mekanisme beregner forholdet mellem lyde og genererer forventninger baseret på disse mønstre {“jeg har lige hørt denne lyd efterfulgt af den lyd, derfor skal den næste være”); resultatet af forudsigelsen (lyd i forhold til den faktiske lyd, der opfattes) evalueres derefter af belønningssystemet (“det er ikke så godt som forventet, derfor er det ikke behageligt, eller det er overraskende og bedre end forventet, derfor er det meget behageligt”).
og ligesom man kunne forvente af vores belønningsforudsigelsesmodel, er belønningsresponsen størst, hverken når resultatet er nøjagtigt som forventet (hvilket er kedeligt), eller når resultatet er helt uforudsigeligt (forvirrende), men når det rammer det “søde sted” at være på en eller anden måde bedre end forventet.18 dette koncept, selvom det stadig mangler fuld definition, er et, som musikere finder intuitivt: den bedste musik følger typisk hverken formelt konventioner eller er for kompleks til at følge, men har dyden til moderation i sin evne til at overraske lytteren med nyhed inden for en forudsigelig ramme.5
Hvis beretningen om musikalsk fornøjelse præsenteret i de foregående afsnit er nogenlunde korrekt, fører det til nogle testbare forudsigelser. For det første begrundede vi, at hvis musikalsk fornøjelse stammer fra interaktioner mellem auditive netværk og belønningssystemet, så skulle sådanne interaktioner forstyrres hos personer, der ikke er i stand til at opleve musikalsk fornøjelse. For at vurdere denne ide, vi søgte sådanne personer, og opdagede, at tre til fire procent af befolkningen generelt udviser det, vi mærkede “specifik musikalsk anhedoni.”Disse mennesker har rimelig intakt samlet hedonisk kapacitet (de nyder mad, køn, sociale aktiviteter, penge, endda billedkunst), og de har heller ikke en perceptuel lidelse som amusia (tonedøvhed); de nyder bare ikke eller sætter pris på musik, som det fremgår af deres mangel på fysiologiske reaktioner på det.19
da vi scannede deres hjerner, opdagede vi, at deres belønningssystem reagerede normalt på et hasardspil, men ikke på musik; og koblingen mellem auditive og belønningssystemer var i det væsentlige fraværende under musiklytning.20 således, som forudsagt af vores model, opstår musikalsk anhedoni i fravær af den typiske interaktion mellem de to systemer.
man kan sige, at musikalsk anhedonia repræsenterer et kylling-og ægproblem: måske er det manglen på musikalsk fornøjelse, der fører til nedsat forbindelse mellem auditive og belønningssystemer, og ikke omvendt. For at udelukke en sådan mulighed er det afgørende at teste en anden forudsigelse som følge af vores model: hvis aktivitet i belønningssystemet virkelig understøtter musikalsk fornøjelse, så skal vi være i stand til at modulere den fornøjelse ved at manipulere aktivitet inden for dette system i den normale hjerne.
tidligere arbejde havde vist det muligt at ophidse eller hæmme belønningssystemet ved at ændre dopaminaktivitet i striatum med en ikke-invasiv hjernestimuleringsteknik kendt som transkraniel magnetisk stimulering.21 Vi implementerede for nylig denne teknik, mens folk lyttede til musik (deres egne favoritter og nogle valg af os) og fandt ud af, at ligesom vi forudsagde, rapporterede lyttere mere glæde og viste større fysiologiske reaktioner (hudledningsevne) på Musik i forbindelse med spændende stimulering og rapporterede mindre glæde, selv til deres egen valgte musik, og viste formindskede fysiologiske reaktioner under den hæmmende stimulering.22 dette fund giver årsagsbevis for, at musikalsk fornøjelse er direkte knyttet til belønningssystemaktivitet.
Jeg er meget glad for at se, at musik neurovidenskab er flyttet i løbet af de sidste årtier fra et frynseområde til et solidt forskningsdomæne, hvor laboratorier i mange lande yder vigtige bidrag og betydelige fremskridt rapporteret i respekterede tidsskrifter. Hvad der for ikke længe siden virkede som et uhåndterligt problem—hvordan musik kan resultere i stærke affektive og behagelige reaktioner—er nu et emne, som vi forstår godt nok til at have betydelig indsigt i og testbare hypoteser om. Det er en spændende tid at arbejde på dette domæne; vi ser frem til den fremtidige udvikling, som, baseret på den videnskab, der diskuteres i dette stykke, vi håber vil omfatte applikationer til klinisk, uddannelsesmæssige, og endda kunstneriske domæner.