Musik und das Belohnungssystem
Was hat Musik also mit Ratten zu tun, die Hebel drücken oder Menschen, die Drogen nehmen? Als unsere Gruppe anfing, musikinduziertes Vergnügen zu erforschen, wussten wir nicht, ob dasselbe Belohnungssystem, das auf biologisch relevante Reize reagiert, auch von einem völlig abstrakten Reiz wie Musik beeinflusst wird. Schließlich ist Musik weder überlebensnotwendig noch ein Tauschmittel wie Geld oder eine chemische Substanz wie eine Droge, die direkte neuronale Reaktionen auslösen kann.
Unser Team machte sich daran, diese Frage mit bildgebenden Verfahren des Gehirns zu untersuchen, die es uns ermöglichen würden, die Aktivität im Striatum während der Erfahrung hoher Freude an Musik zu messen. Aber wir stießen sofort auf ein methodisches Problem: Wie kann man eine subjektive Reaktion wie Vergnügen streng, objektiv und wissenschaftlich tragfähig messen? Das Studium von etwas so Komplexem und potenziell Unkontrolliertem wie musikalischen Emotionen stellte eine besondere Hürde dar. In unserer ersten Herangehensweise an diese Frage kamen wir auf die Idee, „Schüttelfrost“ zu studieren, die angenehme körperliche Reaktion, die viele Menschen beim Hören bestimmter Musikpassagen erfahren.
Der Vorteil dieses Ansatzes war, dass Schüttelfrost von physiologischen Veränderungen begleitet wird (erhöhte Herzfrequenz, Atmung, Hautleitfähigkeit usw.), aus denen wir einen objektiven Index für den Zeitpunkt und die Intensität des maximalen Vergnügens ableiten konnten. Um diese Idee umzusetzen, haben wir jede teilnehmende Person gebeten, ihre eigene Lieblingsmusik auszuwählen, die garantiert maximales Vergnügen bereitet. So konnten wir in einer Reihe von Studien zeigen, dass sowohl das dorsale als auch das ventrale Striatum tatsächlich auf durch music15 induzierte Momente des höchsten Vergnügens reagieren und unter Verwendung eines neurochemisch spezifischen Radioliganden (einer radioaktiven biochemischen Substanz, die an ein relevantes Molekül bindet), dass Dopaminfreisetzung im Striatum während dieser Momente aufgetreten ist.16
Diese Studien haben unser Verständnis der Neurobiologie des musikalischen Vergnügens verändert, aber unbeantwortet gelassen, wie oder warum das Belohnungssystem so engagiert ist. Ein Hinweis auf diese Frage war unsere Beobachtung, dass es zwei Phasen der Dopaminantwort gab: eine antizipatorische Phase, die einige Sekunden vor dem maximalen Vergnügen in einem Teilbereich des Striatums auftrat, und eine zweite Reaktion in einer anderen Unterregion am tatsächlichen Punkt des Vergnügens.16 Dieser Befund zeigt, dass Erwartungen eine ebenso wichtige Quelle des Vergnügens sind wie Vorsätze. Interessanterweise haben Musiktheoretiker seit vielen Jahren etwas Ähnliches postuliert: diese emotionale Erregung und Freude an der Musik entstehen dadurch, dass sie Spannung erzeugen und den Hörer dann dazu bringen, seine Auflösung zu erwarten, die manchmal verzögert oder manipuliert wird, um die Erwartung noch weiter zu erhöhen.9
Die Verwendung der Schüttelfrostreaktion erwies sich als sehr nützlich; aber man könnte fragen, ob das Engagement des Belohnungssystems auf diese Erfahrung beschränkt ist; da nicht jeder Schüttelfrost bekommt und Musik auch ohne Schüttelfrost sehr angenehm sein kann, schien es wichtig, das musikalische Vergnügen ohne Schüttelfrost zu testen. Dazu verwendeten wir ein aus der Neuroökonomie adaptiertes Paradigma, in dem Menschen Musikausschnitte hören und entscheiden, wie viel Geld sie bereit wären, auszugeben, um eine Aufnahme davon zu kaufen. Der Geldbetrag ist dann ein Proxy für Wert und indirekt für Vergnügen. Mit diesem Ansatz fanden wir auch heraus, dass das ventrale Striatum mit zunehmendem Wert eine erhöhte Aktivität zeigte. 17
Ein zweiter Hinweis ergab sich jedoch aus dieser Studie, da wir auch feststellten, dass mit zunehmendem Wert und zunehmender Reaktion im Striatum die Kopplung (gemessen an der korrelierten Gehirnaktivität) an den auditorischen Kortex und das zugehörige Netzwerk umso höher war: Je mehr Zuhörer ein bestimmtes Musikstück mochten (indiziert durch ihre Bereitschaft, mehr Geld auszugeben), desto größer war das Übersprechen zwischen Striatum und auditorischem System.17 Dieser Befund ist wichtig, weil er die Aktivität des Wahrnehmungssystems, wie oben beschrieben, mit der des Belohnungssystems verbindet. Daher schlagen wir vor, dass die beiden Systeme unterschiedliche Funktionen haben: Der Wahrnehmungsmechanismus berechnet die Beziehungen zwischen Geräuschen und erzeugt Erwartungen basierend auf diesen Mustern {„Ich habe gerade diesen Klang gehört, gefolgt von diesem Klang, daher sollte der nächste X sein“); Das Ergebnis der Vorhersage (Klang X im Vergleich zum tatsächlich wahrgenommenen Klang) wird dann vom Belohnungssystem bewertet („X ist nicht so gut wie erwartet, daher ist es nicht angenehm, oder X ist überraschend und besser als erwartet, daher ist es sehr angenehm“).Und genau wie man es von unserem Belohnungsvorhersagemodell erwarten könnte, ist die Belohnungsreaktion am größten, weder wenn das Ergebnis genau wie erwartet ist (was langweilig ist), noch wenn das Ergebnis völlig unvorhersehbar ist (verwirrend), aber wenn es den „Sweet Spot“ trifft, irgendwie besser zu sein als erwartet.18 Dieses Konzept, obwohl es immer noch keine vollständige Definition gibt, ist eines, das Musiker intuitiv finden: die beste Musik folgt in der Regel weder formelhaft Konventionen noch ist sie zu komplex, um sie zu befolgen, sondern hat die Tugend der Mäßigung in ihrer Fähigkeit, den Hörer in einem vorhersehbaren Rahmen mit Neuheiten zu überraschen.5
Wenn die in den vorhergehenden Absätzen dargestellte Darstellung des musikalischen Vergnügens ungefähr korrekt ist, führt dies zu einigen überprüfbaren Vorhersagen. Erstens argumentierten wir, dass, wenn musikalisches Vergnügen aus Interaktionen zwischen auditorischen Netzwerken und dem Belohnungssystem entsteht, solche Interaktionen bei Personen gestört werden sollten, die kein musikalisches Vergnügen erleben können. Um diese Idee zu bewerten, Wir haben solche Personen gesucht, und entdeckte, dass drei bis vier Prozent der Allgemeinbevölkerung das aufweisen, was wir als „spezifische“ Anhedonie bezeichneten.“ Diese Menschen haben einigermaßen intakte hedonische Fähigkeiten (sie genießen Essen, Sex, soziale Aktivitäten, Geld, sogar visuelle Kunst), noch haben sie eine Wahrnehmungsstörung wie Amusia (Ton Taubheit); Sie genießen oder schätzen Musik einfach nicht, wie ihr Mangel an physiologischen Reaktionen darauf zeigt.19
Als wir ihre Gehirne scannten, entdeckten wir, dass ihr Belohnungssystem normal auf ein Glücksspiel reagierte, aber nicht auf Musik; und die Kopplung zwischen Hör- und Belohnungssystemen fehlte während des Musikhörens im Wesentlichen.20 So entsteht, wie von unserem Modell vorhergesagt, musikalische Anhedonie in Abwesenheit der typischen Wechselwirkung zwischen den beiden Systemen.Man könnte sagen, dass musikalische Anhedonie ein Hühner-Ei-Problem darstellt: Vielleicht ist es der Mangel an musikalischem Vergnügen, der zu einer verminderten Konnektivität zwischen Hör- und Belohnungssystemen führt und nicht umgekehrt. Um eine solche Möglichkeit auszuschließen, ist es wichtig, eine zweite Vorhersage zu testen, die sich aus unserem Modell ergibt: Wenn die Aktivität im Belohnungssystem das musikalische Vergnügen wirklich untermauert, sollten wir in der Lage sein, dieses Vergnügen zu modulieren, indem wir die Aktivität innerhalb dieses Systems im normalen Gehirn manipulieren.Frühere Arbeiten hatten gezeigt, dass es möglich ist, das Belohnungssystem zu erregen oder zu hemmen, indem die Dopaminaktivität im Striatum mit einer nichtinvasiven Hirnstimulationstechnik, die als transkranielle Magnetstimulation bekannt ist, verändert wird.21 Wir haben diese Technik kürzlich implementiert, während die Leute Musik hörten (ihre eigenen Favoriten und einige von uns ausgewählte) und festgestellt, dass die Zuhörer, genau wie wir vorhergesagt hatten, mehr Freude berichteten und größere physiologische Reaktionen (Hautleitfähigkeit) auf Musik im Kontext der exzitatorischen Stimulation zeigten und weniger Freude berichteten, sogar auf ihre eigene ausgewählte Musik, und verminderte physiologische Reaktionen während der hemmenden Stimulation zeigten.22 Dieser Befund liefert einen kausalen Beweis dafür, dass musikalisches Vergnügen direkt mit der Aktivität des Belohnungssystems zusammenhängt.Ich freue mich sehr zu sehen, dass sich die Musikneurowissenschaften in den letzten Jahrzehnten von einem Randbereich zu einem soliden Forschungsgebiet entwickelt haben, mit Labors in vielen Ländern, die wichtige Beiträge leisten, und substanziellen Fortschritten, über die in angesehenen Fachzeitschriften berichtet wird. Was vor nicht allzu langer Zeit wie ein unlösbares Problem schien – wie Musik zu starken affektiven und angenehmen Reaktionen führen kann – ist jetzt ein Thema, das wir gut genug verstehen, um signifikante Einblicke und überprüfbare Hypothesen zu haben. Es ist eine aufregende Zeit, in diesem Bereich zu arbeiten; wir freuen uns auf zukünftige Entwicklungen, die auf der Grundlage der in diesem Artikel diskutierten Wissenschaft hoffentlich Anwendungen in klinischen, pädagogischen und sogar künstlerischen Bereichen umfassen werden.