Muziek en het Beloningssysteem
dus wat heeft muziek te maken met ratten die hefbomen drukken of mensen die drugs gebruiken? Toen onze groep voor het eerst begon met onderzoek naar muziekgeïnduceerd plezier, wisten we niet of hetzelfde beloningssysteem dat reageert op biologisch relevante stimuli ook zou worden ingezet door een volledig abstracte stimulus zoals muziek. Muziek is immers niet nodig om te overleven, noch is het een ruilmiddel zoals geld, noch een chemische stof zoals een drug die directe neuronale reacties kan activeren.
ons team wilde deze vraag onderzoeken met behulp van hersenbeeldvormingstechnieken die ons in staat zouden stellen om de activiteit in het striatum te meten tijdens de ervaring van hoog plezier van muziek. Maar we stuitten meteen op een methodologisch probleem: hoe meet je een subjectieve reactie, zoals plezier, op een rigoureuze, objectieve, wetenschappelijk haalbare manier? De studie van iets zo complex en potentieel ongecontroleerd als muzikale emotie vertegenwoordigde een bijzondere hindernis. In onze eerste benadering van deze vraag, kwamen we met het idee van het bestuderen van “rillingen,” de aangename fysieke reactie die veel mensen ervaren tijdens het luisteren naar bepaalde muzikale passages.het voordeel van deze benadering was dat koude rillingen gepaard gaan met fysiologische veranderingen (verhoogde hartslag, ademhaling, huidgeleiding, enzovoort), waaruit we een objectieve index konden afleiden van de timing en intensiteit van maximaal genot. Om dit idee uit te voeren, vroegen we elk deelnemend individu om hun eigen favoriete muziek te selecteren, gegarandeerd om maximaal plezier te wekken. Zo gewapend konden we in een reeks studies aantonen dat zowel het dorsale als het ventrale striatum inderdaad reageren op momenten van piekplezier veroorzaakt door muziek15 en, met behulp van een neurochemisch specifiek radioligand (een radioactieve biochemische stof die zich bindt aan een relevant molecuul), dat dopamine vrijkomt in het striatum tijdens deze momenten.16
deze studies transformeerden ons begrip van de neurobiologie van muzikaal plezier, maar lieten onbeantwoord hoe of waarom het beloningssysteem op die manier wordt ingezet. Een aanwijzing voor deze vraag was onze observatie dat er twee fasen waren in de dopamine-respons: een anticiperende fase, die zich enkele seconden voor piekplezier in een subdeel van het striatum voordeed, en een tweede respons in een ander subgebied op het eigenlijke punt van plezier.16 Deze bevinding geeft aan dat verwachtingen een even belangrijke bron van plezier zijn als resoluties. Interessant, muziektheoretici hebben iets dergelijks voor vele jaren gesteld: die emotionele opwinding en plezier in de muziek ontstaan door het creëren van spanning en dan de luisteraar te leiden naar zijn resolutie te verwachten, die resolutie wordt soms vertraagd of gemanipuleerd om de verwachting nog verder te verhogen.9
het gebruik van de rillingen respons bleek zeer nuttig; maar men zou zich kunnen afvragen of de betrokkenheid van het Beloningssysteem beperkt is tot deze ervaring; omdat niet iedereen rillingen krijgt, en omdat muziek zeer plezierig kan zijn, zelfs zonder rillingen, leek het belangrijk om muzikaal plezier te testen zonder rillingen. Daarvoor gebruikten we een paradigma aangepast aan neuro-economie, waarin mensen luisteren naar muziekfragmenten en beslissen hoeveel geld ze bereid zijn te besteden om een opname ervan te kopen. Het geldbedrag is dan een volmacht voor waarde, en indirect voor plezier. Met deze benadering vonden we ook dat het ventrale striatum verhoogde activiteit vertoonde naarmate de waarde toenam. 17
maar een tweede aanwijzing kwam naar voren uit deze studie omdat we ook ontdekten dat naarmate de waarde toenam en de respons in het striatum toenam, hoe hoger de koppeling (gemeten in termen van gecorreleerde hersenactiviteit) met de auditieve cortex en het bijbehorende netwerk was: hoe meer luisteraars van een bepaald muziekstuk hielden (geïndexeerd door hun bereidheid om meer geld uit te geven), hoe groter de wisselwerking tussen striatum en auditief systeem.17 deze bevinding is belangrijk omdat het de activiteit van het perceptuele systeem, zoals hierboven besproken, koppelt aan die van het Beloningssysteem. We stellen dus voor dat de twee systemen verschillende functies hebben: het waarnemings mechanisme berekent de relaties tussen geluiden en genereert verwachtingen op basis van die patronen (“ik heb net dit geluid gehoord, gevolgd door dat geluid, dus de volgende moet X zijn”); de uitkomst van de voorspelling (geluid X vergeleken met het werkelijk waargenomen geluid) wordt dan geëvalueerd door het Beloningssysteem (“X is niet zo goed als ik had verwacht, daarom is het niet plezierig, of X is verrassend en beter dan verwacht, daarom is het zeer plezierig”).
en net zoals men zou verwachten van ons beloningsvoorspellings model, is de beloningsreactie het grootst, noch wanneer de uitkomst precies is zoals verwacht (wat saai is), noch wanneer de uitkomst volledig onvoorspelbaar is (verwarrend), maar wanneer het de “sweet spot” raakt van een of andere manier beter zijn dan verwacht.18 dit concept, hoewel het nog steeds ontbreekt aan volledige definitie, is er een die muzikanten intuïtief vinden: de beste muziek, typisch, noch formulaisch volgt conventies noch is te complex om te volgen, maar heeft de deugd van gematigdheid in zijn vermogen om de luisteraar te verrassen met nieuwigheid binnen een voorspelbaar kader.5
indien de weergave van muzikaal plezier in de voorgaande paragrafen ruwweg juist is, leidt dit tot een aantal toetsbare voorspellingen. Ten eerste redeneerden we dat als muzikaal plezier ontstaat uit interacties tussen auditieve netwerken en het Beloningssysteem, dergelijke interacties moeten worden verstoord bij personen die niet in staat zijn om muzikaal plezier te ervaren. Om dit idee te beoordelen, zochten we dergelijke individuen op en ontdekten dat drie tot vier procent van de algemene bevolking tentoonstelt wat we bestempelden als “specifieke muzikale anhedonia.”Deze mensen hebben redelijk intacte totale hedonische capaciteit (ze genieten van voedsel, seks, sociale activiteiten, geld, zelfs beeldende kunst), noch hebben ze een perceptuele stoornis zoals amusia (tonus doofheid); ze genieten of waarderen muziek gewoon niet, zoals blijkt uit hun gebrek aan fysiologische reacties erop.19
toen we hun hersenen scanden, ontdekten we dat hun Beloningssysteem normaal reageerde op een gokspel, maar niet op muziek; en de koppeling tussen auditieve en beloningssystemen was in wezen afwezig tijdens het luisteren naar muziek.20 zo ontstaat, zoals voorspeld door ons model, muzikale anhedonie bij afwezigheid van de typische interactie tussen de twee systemen.men zou kunnen zeggen dat muzikale anhedonie een kip-en eiprobleem is: misschien is het het gebrek aan muzikaal plezier dat leidt tot verminderde connectiviteit tussen auditieve en beloningssystemen, en niet omgekeerd. Om een dergelijke mogelijkheid uit te sluiten, is het van cruciaal belang om een tweede voorspelling te testen die voortvloeit uit ons model: als activiteit in het Beloningssysteem muzikaal plezier echt ondersteunt, dan moeten we in staat zijn om dat plezier te moduleren door activiteit binnen dat systeem in de normale hersenen te manipuleren.
eerder onderzoek had aangetoond dat het mogelijk was het beloningssysteem op te wekken of te remmen door de dopamine-activiteit in het striatum te veranderen met een niet-invasieve hersenstimulatietechniek die transcraniële magnetische stimulatie wordt genoemd.21 we hebben deze techniek onlangs geïmplementeerd terwijl mensen naar muziek luisterden (hun eigen favorieten en sommige keuzes door ons) en ontdekten dat, net zoals we voorspelden, luisteraars meer plezier rapporteerden en grotere fysiologische reacties (huidgeleiding) op muziek toonden in de context van prikkelende stimulatie, en minder plezier rapporteerden, zelfs aan hun eigen geselecteerde muziek, en verminderde fysiologische reacties toonden tijdens de remmende stimulatie.22 Deze bevinding levert Causaal bewijs dat muzikaal plezier rechtstreeks verband houdt met Beloningssysteem activiteit.
Ik ben zeer verheugd te zien dat de neurowetenschappen in de muziek de afgelopen decennia zijn verschoven van een randgebied naar een solide onderzoeksdomein, waarbij laboratoria in veel landen belangrijke bijdragen leverden en aanzienlijke vooruitgang werd gerapporteerd in gerespecteerde tijdschriften. Wat nog niet zo lang geleden een hardnekkig probleem leek-hoe muziek kan resulteren in sterke affectieve en plezierige reacties—is nu een onderwerp dat we goed genoeg begrijpen om significante inzichten te hebben in en toetsbare hypothesen over. Het is een spannende tijd om in dit domein te werken; we kijken uit naar toekomstige ontwikkelingen die, op basis van de in dit stuk besproken wetenschap, hopelijk toepassingen zullen omvatten op klinische, educatieve en zelfs Artistieke domeinen.