musik och belöningssystemet
Så vad har musik att göra med råttor som trycker på spakar eller personer som tar droger? När vår grupp först började undersöka musikinducerat nöje visste vi inte om samma belöningssystem som reagerar på biologiskt relevanta stimuli också skulle engageras av en helt abstrakt stimulans som musik. När allt kommer omkring är musik inte nödvändigt för överlevnad, det är inte heller ett utbytesmedium som pengar eller ett kemiskt ämne som ett läkemedel som kan utlösa direkta neuronala svar.
vårt team bestämde sig för att utforska denna fråga med hjälp av hjärnbildningstekniker som skulle göra det möjligt för oss att mäta aktivitet i striatum under upplevelsen av högt nöje från musik. Men vi stötte omedelbart på ett metodologiskt problem: hur man mäter ett subjektivt svar, såsom nöje, på ett strikt, objektivt, vetenskapligt genomförbart sätt? Studien av något så komplext och potentiellt okontrollerat som musikalisk känsla representerade ett särskilt hinder. I vår första inställning till denna fråga kom vi fram till tanken på att studera ”frossa”, det behagliga fysiska svaret som många upplever när de lyssnar på vissa musikaliska passager.
fördelen med detta tillvägagångssätt var att frossa åtföljs av fysiologiska förändringar (ökad hjärtfrekvens, andning, hudkonduktans och så vidare), från vilken vi kunde härleda ett objektivt index för tidpunkten och intensiteten för maximal njutning. För att genomföra den här tanken bad vi varje deltagande individ att välja sin egen favoritmusik, garanterat att framkalla maximal njutning. Således beväpnade kunde vi i en serie studier visa att både dorsal och ventral striatum verkligen svarar på ögonblick av toppglädje inducerad av music15 och med hjälp av en neurokemiskt specifik radioligand (en radioaktiv biokemisk substans som binder till en relevant molekyl), att dopaminfrisättning inträffade i striatum under dessa ögonblick.16
dessa studier förvandlade vår förståelse av neurobiologin för musikaliskt nöje men lämnade obesvarade exakt hur eller varför belöningssystemet sålunda är engagerat. En ledtråd till denna fråga var vår observation att det fanns två faser till dopaminresponsen: en förväntande fas, som inträffade några sekunder före toppglädje i en deldel av striatumet och ett andra svar i en annan delregion vid den faktiska nöjespunkten.16 detta konstaterande visar att förväntningarna är en lika viktig källa till nöje som resolutioner. Intressant, musikteoretiker har ställt något liknande i många år: den känslomässiga upphetsningen och nöjet i musik uppstår genom att skapa spänning och sedan leda lyssnaren att förvänta sig sin upplösning, vilken upplösning ibland försenas eller manipuleras för att öka förväntningarna ytterligare.9
att använda chills-svaret visade sig vara mycket användbart; men man kan fråga om belöningssystemets engagemang är begränsat till denna upplevelse; eftersom inte alla får frossa, och eftersom musik kan vara väldigt trevlig även utan några frossa, verkade det viktigt att testa musikaliskt nöje utan att några frossa är inblandade. För att göra det använde vi ett paradigm anpassat från neuroekonomi, där människor lyssnar på musikutdrag och bestämmer hur mycket pengar de skulle vara villiga att spendera för att köpa en inspelning av den. Det monetära beloppet är då en proxy för värde och indirekt för nöje. Med detta tillvägagångssätt fann vi också att ventralstriatum visade ökad aktivitet när värdet ökade. 17
men en andra ledtråd framkom från denna studie eftersom vi också fann att när värdet ökade och svaret i striatumet ökade, desto högre var dess koppling (mätt i termer av korrelerad hjärnaktivitet) till hörselbarken och dess tillhörande nätverk: ju fler lyssnare gillade ett givet musikstycke (indexerat av deras vilja att spendera mer pengar), desto större var korssamtalet mellan striatum och hörselsystem.17 Detta resultat är viktigt eftersom det länkar aktiviteten i det perceptuella systemet, som granskats ovan, med belöningssystemet. Således föreslår vi att de två systemen har olika funktioner: den perceptuella mekanismen beräknar förhållandena mellan ljud och genererar förväntningar baserat på dessa mönster {”jag hörde just detta ljud, följt av det ljudet, därför borde nästa vara X”); resultatet av förutsägelsen (ljud X jämfört med det faktiska ljudet som uppfattas) utvärderas sedan av belöningssystemet (”X är inte så bra som jag förväntade mig, därför är det inte behagligt, eller X är överraskande och bättre än förväntat därför är det mycket behagligt”).
och precis som man kan förvänta sig av vår belöningsprognosmodell är belöningssvaret störst varken när resultatet är exakt som förväntat (vilket är tråkigt) eller när resultatet är helt oförutsägbart (förvirrande), men när det träffar ”sweet spot” av att vara på något sätt bättre än förväntat.18 detta koncept, även om det fortfarande saknas full definition, är ett som musiker tycker är intuitivt: den bästa musiken följer vanligtvis varken formulaiskt konventioner eller är för komplex att följa, men har dygden av måttlighet i sin förmåga att överraska lyssnaren med nyhet inom en förutsägbar ram.5
om kontot för musikaliskt nöje som presenteras i föregående stycken är ungefär korrekt leder det till några testbara förutsägelser. Först resonerade vi att om musikaliskt nöje härrör från interaktioner mellan hörselnätverk och belöningssystemet, bör sådana interaktioner störas hos personer som inte kan uppleva musikaliskt nöje. För att bedöma denna uppfattning, vi sökte upp sådana individer, och upptäckte att tre till fyra procent av den allmänna befolkningen uppvisar vad vi märkt ”specifik musikalisk anhedonia.”Dessa människor har rimligt intakt övergripande hedonisk kapacitet (de tycker om mat, sex, sociala aktiviteter, pengar, till och med bildkonst), och de har inte heller en perceptuell störning som amusia (tondövhet); de tycker bara inte om eller uppskattar musik, vilket framgår av deras brist på fysiologiska svar på det.19
När vi skannade deras hjärnor upptäckte vi att deras belöningssystem normalt svarade på ett spelspel, men inte på musik; och kopplingen mellan hörsel-och belöningssystem var i huvudsak frånvarande under musiklyssning.20 således, som förutsagt av vår modell, framträder musikalisk anhedoni i avsaknad av den typiska interaktionen mellan de två systemen.
man kan säga att Musikalisk anhedoni representerar ett kyckling-och äggproblem: kanske är det bristen på musikaliskt nöje som leder till minskad anslutning mellan hörsel-och belöningssystem, och inte vice versa. För att utesluta en sådan möjlighet är det viktigt att testa en andra förutsägelse som härrör från vår modell: om aktivitet i belöningssystemet verkligen underbygger musikaliskt nöje, bör vi kunna modulera det nöjet genom att manipulera aktivitet inom det systemet i den normala hjärnan.
tidigare arbete hade visat att det var möjligt att excitera eller hämma belöningssystemet genom att ändra dopaminaktiviteten i striatum med en icke-invasiv hjärnstimuleringsteknik som kallas transkraniell magnetisk stimulering.21 Vi genomförde nyligen denna teknik medan människor lyssnade på musik (sina egna favoriter och några val av oss) och fann att, precis som vi förutspådde, lyssnare rapporterade mer nöje och visade större fysiologiska svar (hudkonduktans) på musik i samband med excitatorisk stimulering och rapporterade mindre nöje, även till sin egen valda musik, och visade minskade fysiologiska svar under den hämmande stimuleringen.22 detta resultat ger kausala bevis för att musikaliskt nöje är direkt kopplat till belöningssystemets aktivitet.
Jag är mycket glad över att se att musik neurovetenskap har skiftat under de senaste decennierna från ett fransområde till en solid forskningsdomän, med laboratorier i många länder som gör viktiga bidrag och betydande framsteg rapporterade i respekterade tidskrifter. Det som för inte så länge sedan verkade som ett svårt problem—hur musik kan resultera i starka affektiva och behagliga svar—är nu ett ämne som vi förstår tillräckligt bra för att få betydande insikter i och testbara hypoteser om. Det är en spännande tid att arbeta på den här domänen; vi ser fram emot framtida utveckling som, baserat på den vetenskap som diskuteras i detta stycke, hoppas vi kommer att inkludera applikationer till kliniska, pedagogiska och till och med konstnärliga domäner.