14.07.2022 10:32
Duette im Gehirn
Internationales Forschungsteam untersucht neuronale Vorgänge beim Klavierspielen
Gemeinsames Musizieren gilt als besonders anspruchsvoll, da die Musiker* Planung und Umsetzung der eigenen Stimme zusätzlich mit den Handlungen der anderen koordinieren müssen. Eine Meisterleistung des Gehirns, die ein internationales Forschungsteam an den Max-Planck-Instituten für empirische Ästhetik in Frankfurt am Main (MPIEA) und für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig (MPI CBS) näher untersucht hat. Die Ergebnisse der Studie wurden jüngst als Open-Access-Artikel in der Fachzeitschrift Cerebral Cortex veröffentlicht.
Das musikalische Zusammenspiel erfordert eine flexible Koordination zwischen den Spielenden, da sie sich sowohl auf die eigene Stimme als auch auf den Zusammenklang der Instrumente konzentrieren müssen. Da beides gleichzeitig nicht möglich ist, setzen sie Prioritäten, die sich während des Spielens situationsbedingt verschieben können. Um herauszufinden, wie genau dieser Prozess abläuft und welche Regionen des Gehirns dabei aktiv sind, luden die Wissenschaftler 40 Pianisten mit klassischer Klavierausbildung ein, jeweils kurze Stücke im Duett zu spielen – einer die Melodie mit der rechten Hand, der andere die Bassstimme mit der linken.
Mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) können Hirnaktivitäten genau lokalisiert werden. Dabei liegen die Studienteilnehmer in einer engen Röhre, die sich in einem starken Magnetfeld befindet – beides Umstände, die eine Untersuchung von Pianisten beim Klavierspielen scheinbar unmöglich machen. In einer Kooperation mit der Blüthner Pianofortemanufaktur in Leipzig hatten die Wissenschaftler bereits für eine vorangegangene Studie ein MRT-kompatibles Klavier mit 27 Tasten entwickelt, das über eine Lichtleitung die Tastendrücke der Teilnehmer registrierten kann.
Diese Spezialanfertigung kam nun das erste Mal im Duett zum Einsatz: Ein Pianist spielte im MRT-Scanner, der Duettpartner saß an einem gewöhnlichen Klavier außerhalb des Scannerraums. Bei der Hälfte der Stücke hatten die Spieler sowohl die Melodie als auch die Bassstimme zuvor geübt, bei der anderen Hälfte kannten sie die Bassstimme nicht. Gemessen wurden die Hirnaktivitäten nur bei den Spielern im MRT-Scanner.
„Wenn die Pianisten die Bassstimme kannten, waren die Hirnregionen aktiv, die für die Motorik des Spielens dieser Stimme zuständig sind – auch wenn sie vom Partner außerhalb gespielt wurde. Zugleich waren aber auch Regionen aktiviert, die für das Hören zuständig sind. Das bedeutet, dass die Pianisten die Bassstimme nicht nur als Begleitung im Kopf mitspielten, sondern sich sogar deren Klang vorstellten, was natürlich nicht immer identisch mit dem Spiel des Partners war“, berichtet Erstautorin Natalie Kohler vom MPI CBS.
Zusätzlich „manipulierten“ die Forscher das Experiment, indem sie den Pianisten verschiedene Angaben zu den Geschwindigkeiten machten, so dass diese minimal asynchron spielten. Daniela Sammler, Leiterin des Forschungsteams, vom MPIEA schildert: „Wenn der Partner die Tasten in einem anderen Tempo drückte als erwartet, wurde das Kleinhirn aktiviert, das ein guter Detektor für zeitliche Diskrepanzen ist. Dies ist bemerkenswert, da wir hier nur von wenigen Millisekunden Unterschied sprechen. Wir befinden uns also im absoluten Hochleistungssektor.“
Je größer die Diskrepanz von der gespielten Stimme des Partners zu der im eigenen Kopf gehörten war, desto mehr konzentrierten sich die Spieler im MRT-Scanner auf sich selbst. Der Pianist außerhalb passte sich entsprechend an. Diese Rollenverteilung entspricht einem allgemein zu beobachtenden Phänomen: Der „Schwächere“ – bzw. unter schwierigeren Bedingungen Spielende – konzentriert sich in der Regel stärker auf das eigene Spiel.
Die kombinierten Erkenntnisse aus der Studie zeigen, wie das Gehirn beim gemeinsamen Musizieren kognitive und sensorische Faktoren verknüpft und damit ein situationsbedingtes Anpassen des Spiels ermöglicht.
*In diesem Text wird aufgrund der besseren Lesbarkeit das generische Maskulinum verwendet. Die Formulierungen umfassen gleichermaßen alle Geschlechter.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Max-Planck-Institut für empirische Ästhetik
PD Dr. Daniela Sammler
daniela.sammler@ae.mpg.de
Originalpublikation:
Kohler, N., Novembre, G., Gugnowska, K., Keller, P. E., Villringer, A., & Sammler, D. (2022). Cortico-Cerebellar Audio-Motor Regions Coordinate Self and Other in Musical Joint Action. Cerebral Cortex. Advance online publication. https://doi.org/10.1093/cercor/bhac243
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Musik / Theater, Psychologie
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
