Muzyka i system nagradzania
więc co muzyka ma wspólnego ze szczurami naciskającymi dźwignie czy ludźmi zażywającymi narkotyki? Kiedy nasza grupa po raz pierwszy zaczęła badać przyjemność wywołaną muzyką, nie wiedzieliśmy, czy ten sam system nagradzania, który reaguje na bodźce biologicznie istotne, będzie również zaangażowany przez zupełnie abstrakcyjny bodziec, taki jak muzyka. W końcu muzyka nie jest potrzebna do przetrwania, ani nie jest środkiem wymiany, takim jak pieniądze, ani substancją chemiczną, taką jak lek, który może wywołać bezpośrednie reakcje neuronalne.
Nasz zespół postanowił zbadać to pytanie za pomocą technik obrazowania mózgu, które pozwoliłyby nam zmierzyć aktywność w prążkowiu podczas doświadczenia wysokiej przyjemności z muzyki. Ale od razu napotkaliśmy problem metodologiczny: jak zmierzyć subiektywną reakcję, taką jak przyjemność, w rygorystyczny, obiektywny, naukowo wykonalny sposób? Badanie czegoś tak złożonego i potencjalnie niekontrolowanego, jak muzyczne emocje, stanowiło szczególną przeszkodę. W naszym pierwszym podejściu do tego pytania wpadliśmy na pomysł studiowania „dreszczy”, przyjemnej reakcji fizycznej, której wielu ludzi doświadcza podczas słuchania pewnych muzycznych fragmentów.
zaletą tego podejścia było to, że dreszczom towarzyszą zmiany fizjologiczne (zwiększona częstość akcji serca, oddychanie, przewodnictwo skóry i tak dalej), z których mogliśmy uzyskać obiektywny wskaźnik czasu i intensywności maksymalnej przyjemności. Aby zrealizować ten pomysł, poprosiliśmy każdą uczestniczącą osobę o wybranie własnej ulubionej muzyki, gwarantującej maksymalną przyjemność. Uzbrojeni w ten sposób byliśmy w stanie wykazać w serii badań, że zarówno grzbietowe, jak i brzuszne prążkowie rzeczywiście reagują na momenty szczytowej przyjemności wywołanej przez muzykę15 oraz, przy użyciu neurochemicznie specyficznego radioligandu (radioaktywnej substancji biochemicznej, która wiąże się z odpowiednią cząsteczką), że uwalnianie dopaminy nastąpiło w prążkowiu w tych momentach.16
te badania zmieniły nasze rozumienie neurobiologii muzycznej przyjemności, ale pozostawiły bez odpowiedzi dokładnie to, w jaki sposób i dlaczego system nagrody jest tak zaangażowany. Wskazówką do tego pytania była nasza obserwacja, że istnieją dwie fazy odpowiedzi dopaminy: Faza antycypacyjna, występująca kilka sekund przed szczytową przyjemnością w jednej podczęści prążkowia i druga odpowiedź w innym podregionie w faktycznym punkcie przyjemności.16 to stwierdzenie wskazuje, że oczekiwania są równie ważnym źródłem przyjemności jak postanowienia. Co ciekawe, teoretycy muzyki od wielu lat postulują coś podobnego: to emocjonalne pobudzenie i przyjemność w muzyce powstają z tworzenia napięcia, a następnie skłaniania słuchacza do oczekiwania jej rozdzielczości, której rozdzielczość jest czasami opóźniona lub manipulowana, aby jeszcze bardziej zwiększyć oczekiwania.9
Korzystanie z odpowiedzi dreszcze okazały się bardzo przydatne; ale można zapytać, czy zaangażowanie systemu nagród jest ograniczona do tego doświadczenia; ponieważ nie każdy dostaje dreszcze, a ponieważ muzyka może być bardzo przyjemne, nawet bez dreszczy, wydawało się ważne, aby przetestować przyjemność muzyczną bez dreszczy jest zaangażowany. W tym celu wykorzystaliśmy paradygmat zaczerpnięty z neuroekonomii, w którym ludzie słuchają fragmentów muzyki i decydują, ile pieniędzy wydadzą na jej nagranie. Kwota pieniężna jest wtedy pośrednikiem dla wartości, a pośrednio dla przyjemności. Dzięki takiemu podejściu odkryliśmy również, że prążkowie brzuszne wykazywało zwiększoną aktywność wraz ze wzrostem wartości. 17
ale druga wskazówka pojawiła się w tym badaniu, ponieważ odkryliśmy również, że wraz ze wzrostem wartości i zwiększeniem odpowiedzi w prążkowiu, im wyższe było jego sprzężenie (mierzone pod względem skorelowanej aktywności mózgu) z korą słuchową i powiązaną z nią siecią: im więcej słuchaczy lubiło dany utwór muzyczny (indeksowany przez ich chęć wydania większej ilości pieniędzy), tym większa była rozmowa krzyżowa między prążkowiem a układem słuchowym.17 to odkrycie jest ważne, ponieważ łączy aktywność systemu percepcyjnego, jak opisano powyżej, z działaniem systemu nagrody. Dlatego proponujemy, aby oba systemy miały różne funkcje: mechanizm percepcyjny oblicza relacje między dźwiękami i generuje oczekiwania na podstawie tych wzorców {„właśnie usłyszałem ten dźwięk, a następnie ten dźwięk, dlatego następny powinien być X”); wynik przewidywania (dźwięk X w porównaniu z rzeczywistym odbieranym dźwiękiem) jest następnie oceniany przez system nagrody („X nie jest tak dobry, jak się spodziewałem, dlatego nie jest przyjemny, lub X jest zaskakujący i lepszy niż oczekiwano, dlatego jest wysoce przyjemny”).
i tak jak można się spodziewać po naszym modelu przewidywania nagrody, odpowiedź na nagrodę jest największa ani wtedy, gdy wynik jest dokładnie taki, jak oczekiwano (co jest nudne), ani gdy wynik jest całkowicie nieprzewidywalny (mylący), ale gdy trafia w „słodki punkt” bycia w jakiś sposób lepszym niż oczekiwano.18 koncepcja ta, choć wciąż pozbawiona pełnej definicji, jest dla muzyków intuicyjna: najlepsza muzyka zazwyczaj nie podąża ani za konwencjami, ani nie jest zbyt skomplikowana do naśladowania, ale ma zaletę umiaru w zdolności zaskakiwania słuchacza nowością w przewidywalnych ramach.5
Jeśli opis przyjemności muzycznej przedstawiony w poprzednich akapitach jest z grubsza poprawny, prowadzi to do pewnych sprawdzalnych przewidywań. Po pierwsze, doszliśmy do wniosku, że jeśli przyjemność muzyczna wynika z interakcji między sieciami słuchowymi a systemem nagrody, to takie interakcje powinny zostać zakłócone u osób, które nie są w stanie doświadczyć przyjemności muzycznej. Aby ocenić ten pomysł, poszukaliśmy takich osób i odkryliśmy, że trzy do czterech procent ogólnej populacji wykazuje coś, co nazwaliśmy „specyficzną muzyczną anhedonią.”Ci ludzie mają racjonalnie nienaruszone ogólne zdolności hedoniczne (lubią jedzenie, seks, działania społeczne, pieniądze, nawet sztuki wizualne), ani nie mają zaburzenia percepcyjnego, takiego jak amusia (głuchota tonowa); po prostu nie lubią ani nie doceniają muzyki, o czym świadczy ich brak fizjologicznych reakcji na nią.19
Kiedy przeskanowaliśmy ich mózgi, odkryliśmy, że ich system nagród reaguje normalnie na grę hazardową, ale nie na muzykę; a sprzężenie między systemem słuchowym a systemem nagród było zasadniczo nieobecne podczas słuchania muzyki.20 tak więc, jak przewiduje nasz model, muzyczna anhedonia wyłania się z braku typowej interakcji między tymi dwoma systemami.
można by powiedzieć, że muzyczna anhedonia stanowi problem kury i jaja: być może to brak muzycznej przyjemności prowadzi do zmniejszenia łączności między systemem słuchowym i nagradzającym, a nie odwrotnie. Aby wykluczyć taką możliwość, ważne jest przetestowanie drugiej prognozy wynikającej z naszego modelu: jeśli aktywność w systemie nagród naprawdę leży u podstaw przyjemności muzycznej, powinniśmy być w stanie modulować tę przyjemność poprzez manipulowanie aktywnością w tym systemie w normalnym mózgu.
poprzednie prace wykazały, że możliwe jest pobudzanie lub hamowanie układu nagrody poprzez zmianę aktywności dopaminy w prążkowiu za pomocą nieinwazyjnej techniki stymulacji mózgu znanej jako przezczaszkowa stymulacja magnetyczna.21 niedawno wdrożyliśmy tę technikę, podczas gdy ludzie słuchali muzyki (ich własnych ulubionych i niektórych wybranych przez nas) i odkryli, że, tak jak przewidywaliśmy, słuchacze zgłaszali więcej przyjemności i wykazywali większe reakcje fizjologiczne (przewodnictwo skóry) na muzykę w kontekście stymulacji pobudzającej, i zgłaszali mniej przyjemności, nawet do własnej wybranej muzyki, i wykazywali zmniejszone reakcje fizjologiczne podczas stymulacji hamującej.22 to stwierdzenie dostarcza dowodów przyczynowych, że przyjemność muzyczna jest bezpośrednio związana z aktywnością systemu nagrody.
jestem bardzo zadowolony z faktu, że neuronauka Muzyczna w ciągu ostatnich dziesięcioleci zmieniła się z obszaru peryferyjnego w solidną dziedzinę badawczą, z laboratoriami w wielu krajach wnoszącymi istotny wkład i znaczącymi postępami opisywanymi w szanowanych czasopismach. To, co jeszcze niedawno wydawało się trudnym problemem—jak muzyka może prowadzić do silnych afektywnych i przyjemnych odpowiedzi—jest teraz tematem, który rozumiemy na tyle dobrze, aby mieć znaczący wgląd i możliwe do sprawdzenia hipotezy na temat. To ekscytujący czas, aby pracować w tej dziedzinie; z niecierpliwością czekamy na przyszłe wydarzenia, które w oparciu o naukę omawianą w tym artykule, mamy nadzieję, że obejmą zastosowania w dziedzinach klinicznych, edukacyjnych, a nawet artystycznych.