Müzik ve dilin zamansal dinamikleri - Temporal dynamics of music and language

Müzik ve dilin zamansal dinamikleri beyin müzikal ve vokal sesleri işlemek için onun farklı bölgeleri koordinatları açıklamaktadır. Hem müzik hem de dil ritmik ve melodik yapıya sahiptir. Her ikisi de, eksiksiz müzikal veya dilsel fikirler yaratmak için sıralı yollarla birleştirilen sonlu bir temel unsurlar kümesini (tonlar veya kelimeler gibi) kullanır.

Dil ve müziğin nöroanotomisi

Beynin temel alanları, dil üretimine ve anlamaya ayrılmış Brocas alanı gibi hem müzik işlemede hem de dil işlemede kullanılır . Brocas bölgesinde lezyonları veya hasarı olan hastalar genellikle zayıf dilbilgisi, yavaş konuşma üretimi ve kötü cümle anlayışı sergiler. İnferior frontal girus , bir olduğunu girus ait frontal lobun özellikle anlaşılmasına, zamanlama olayları ve okuma anlama katılır fiiller . Wernickes alanı arka bölümünde yer almaktadır üst temporal girus ve anlaşılması için önemlidir kelime ve yazılı dili.

Primer işitsel korteks üzerinde bulunan temporal lob ve serebral korteks . Bu bölge müzik işlemede önemlidir ve bir sesin perdesini ve hacmini belirlemede önemli bir rol oynar . Bu bölgedeki beyin hasarı, çoğu zaman herhangi bir sesi duyma yeteneğinin kaybına neden olur. Frontal korteks melodiler ve müziğin armonileri işlenmesinde rol oynadığı tespit edilmiştir. Örneğin, hastadan bir vuruşa dokunması veya bir tonu yeniden üretmeye çalışması istendiğinde, bu bölge fMRI ve PET taramalarında çok aktiftir . Beyincik kafatasının arka kısmındaki "mini" beyindir. Frontal kortekse benzer şekilde, beyin görüntüleme çalışmaları serebellumun melodileri işlemede ve temposu belirlemede rol oynadığını göstermektedir . Prefrontal korteks primer işitsel korteks ile birlikte aynı zamanda bir tonlama rol veya zift ve hacminin tespit edilmiştir.

Yukarıda bahsedilen belirli bölgelere ek olarak, birçok "bilgi değiştirme noktası" dil ve müzik işlemede aktiftir. Bu bölgelerin bilgi ileten iletim yolları olarak hareket ettiğine inanılıyor. Bu sinirsel uyarılar, yukarıdaki bölgelerin bilgiyi doğru bir şekilde iletmesine ve işlemesine izin verir. Bu yapılar arasında talamus ve bazal ganglionlar bulunur .

Yukarıda belirtilen alanlardan bazılarının PET ve fMRI çalışmaları aracılığıyla hem müzik hem de dil işlemede aktif olduğu gösterilmiştir. Bu alanlar arasında birincil motor korteks, Brocas bölgesi, serebellum ve birincil işitme korteksleri bulunur.

Beyni hareket halinde görüntüleme

Zamansal dinamikleri incelemek için en uygun görüntüleme teknikleri gerçek zamanlı bilgi sağlar. Bu araştırmada en çok kullanılan yöntemler, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme veya fMRI ve PET taramaları olarak bilinen pozitron emisyon tomografisidir.

Pozitron emisyon tomografisi, kana kısa ömürlü bir radyoaktif izotop enjekte etmeyi içerir . Radyoizotop bozunduğunda, makine sensörü tarafından algılanan pozitronlar yayar. İzotop, kimyasal olarak metabolik aktiviteye güç veren glikoz gibi biyolojik olarak aktif bir moleküle dahil edilir . Belli bir bölgede beyin aktivitesi meydana geldiğinde, bu moleküller o bölgeye toplanır. Biyolojik olarak aktif molekül konsantrasyonu ve radyoaktif "boyası" yeterince yükseldiğinde, tarayıcı onu tespit edebilir. Beyin aktivitesinin başladığı andan aktivitenin PET cihazı tarafından tespit edildiği zamana kadar yaklaşık bir saniye geçmektedir. Bunun nedeni, boyanın ihtiyaç duyulan konsantrasyonlara ulaşmasının belirli bir süre alması ve tespit edilebilmesidir.

Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme veya fMRI, beyin aktivitesinin gerçek zamanlı olarak gözlemlenmesine izin veren geleneksel MRI görüntüleme cihazının bir şeklidir . Bir fMRI cihazı, beyin aktivitesiyle ilişkili nöral kan akışındaki değişiklikleri tespit ederek çalışır. fMRI cihazları, beyindeki atom çekirdeklerini hizalamak için güçlü, statik bir manyetik alan kullanır. Daha sonra çekirdekleri daha yüksek bir enerji durumuna yükseltmek için genellikle gradyan alanı olarak adlandırılan ek bir manyetik alan uygulanır. Gradyan alanı kaldırıldığında, çekirdekler orijinal durumlarına geri döner ve enerji yayarlar. Yayılan enerji fMRI makinesi tarafından tespit edilir ve bir görüntü oluşturmak için kullanılır. Nöronlar aktif hale geldiğinde bu bölgelere kan akışı artar. Bu oksijen açısından zengin kan, bu bölgelerdeki oksijeni tükenmiş kanın yerini alır. Oksijen taşıyan kırmızı kan hücrelerindeki hemoglobin molekülleri, oksijenli olup olmamasına bağlı olarak farklı manyetik özelliklere sahiptir. Tespiti hemoglobinin yarattığı manyetik bozukluklara odaklayarak, nöronların aktivitesi neredeyse gerçek zamanlı olarak haritalanabilir. Birkaç başka teknik, araştırmacıların zamansal dinamikleri gerçek zamanlı olarak incelemelerine izin verir.

Zamansal dinamiklerini analiz etmek için bir diğer önemli bir araçtır Manyetoensefalografi MEG olarak bilinir. Sinirsel aktivite tarafından üretilen elektrik akımlarının ürettiği manyetik alanları tespit edip kaydederek beyin aktivitesini haritalamak için kullanılır. Cihaz, manyetik aktiviteyi tespit etmek için SQUID S adı verilen çok sayıda süper iletken kuantum arayüz cihazı kullanır . İnsan beyninin ürettiği manyetik alanlar çok küçük olduğundan, tüm cihaz, cihazı harici manyetik alanlardan korumak için özel olarak tasarlanmış bir odaya yerleştirilmelidir.

Diğer araştırma yöntemleri

Dili ve müziği işlerken beyin aktivitesini incelemek için başka bir yaygın yöntem, transkraniyal manyetik stimülasyon veya TMS'dir. TMS, hızla değişen bir manyetik alan kullanarak beyin içinde zayıf elektromanyetik akımlar oluşturmak için indüksiyon kullanır. Değişiklikler nöronları depolarize eder veya hiper-polarize eder. Bu, farklı bölgelerde aktivite üretebilir veya inhibe edebilir. Bozulmaların işlev üzerindeki etkisi, beyin bağlantılarını değerlendirmek için kullanılabilir.

Güncel araştırma

Dilin ve müzikal melodilerin birçok yönü aynı beyin bölgeleri tarafından işlenir. 2006'da Brown, Martinez ve Parsons, bir melodi veya bir cümle dinlemenin, birincil motor korteks , tamamlayıcı motor alan , Brocas bölgesi, ön insula, birincil ses korteksi dahil olmak üzere aynı alanların çoğunun aktivasyonuyla sonuçlandığını keşfetti . talamus, bazal gangliya ve beyincik.

Koelsch, Sallat ve Friederici tarafından 2008 yılında yapılan bir araştırma, dil bozukluğunun müziği işleme yeteneğini de etkileyebileceğini buldu. Belirli dil bozukluğu veya SLI'leri olan çocuklar, tonları birbirleriyle eşleştirme veya tempo tutmada dil engeli olmayan çocuklar kadar basit bir metronomla tempo tutmada yeterli değillerdi . Bu, dili etkileyen nörolojik bozuklukların müzikal işleme yeteneğini de etkileyebileceğini vurgulamaktadır.

2001'de Walsh, Stewart ve Frith deneklerden basit bir klavyede melodi yaratmalarını veya bir şiir yazmalarını isteyerek hangi bölgelerin melodileri ve dili işlediğini araştırdılar. Müzik ve dil bilgisinin bulunduğu yere TMS'yi uyguladılar. Araştırma, sol frontal loba uygulanan TMS'nin dil materyali yazma veya üretme yeteneğini etkilediğini, beynin işitsel ve Brocas bölgesine uygulanan TMS'nin araştırma deneğinin müzikal melodileri çalma yeteneğini en çok engellediğini buldu. Bu, müzik ve dil yaratımı arasında bazı farklılıklar olduğunu göstermektedir.

Gelişimsel yönler

Müzikal ve dilsel işlemenin temel unsurları doğumda var gibi görünmektedir. Örneğin, fetal kalp atışlarını izleyen bir Fransız 2011 araştırması, 28 haftalık yaşı geçen fetüslerin müzikal perde ve tempodaki değişikliklere tepki verdiğini buldu. Temel kalp hızları, herhangi bir uyarandan önce 2 saatlik izleme ile belirlendi. Rahim yakınında farklı tempolarda alçalan ve yükselen frekanslar çalındı . Çalışma ayrıca, farklı hecelerden bir ses klibi çalmak gibi dil kalıplarına fetal yanıtı araştırdı, ancak farklı dil uyaranlarına yanıt bulamadı. Düşük perdeli yumuşak seslere kıyasla yüksek perdeli yüksek seslere yanıt olarak kalp atış hızı arttı. Bu, ses işlemenin temel unsurlarının (perde, tempo ve ses yüksekliği gibi) doğumda mevcut olduğunu ve daha sonra geliştirilen süreçlerin doğumdan sonra konuşma kalıplarını ayırt ettiğini göstermektedir.

2010 yılında yapılan bir araştırma, konuşma güçlüğü çeken çocuklarda dil becerilerinin gelişimini araştırdı. Müzikal stimülasyonun geleneksel konuşma terapisinin sonucunu iyileştirdiğini buldu . 3,5 ila 6 yaş arası çocuklar iki gruba ayrıldı. Bir grup her konuşma terapisi seansında sözsüz müzik dinlerken, diğer gruba geleneksel konuşma terapisi verildi. Çalışma, düzenli müzik uyarımına maruz kalan grupta hem fonolojik kapasitenin hem de çocukların konuşmayı anlama becerilerinin daha hızlı arttığını buldu.

Rehabilitasyon Uygulamaları

Son zamanlarda yapılan araştırmalar, müziğin beyindeki etkisinin beyin bozukluğu olan bireyler için faydalı olduğunu bulmuştur. Stegemöller, müzik terapisinin altında yatan dopamin artışı, sinirsel senkronizasyon ve son olarak normal beyin işleyişi için önemli özellikler olan net bir sinyalden bahsediyor. Bu etkiler kombinasyonu, bir bireyin öğrenme ve uyum sağlama potansiyelini arttırdığı ileri sürülen beynin nöroplastisitesini tetikler . Mevcut literatür müzik terapisinin Parkinson hastalığı, Huntington Hastalığı ve Demans hastaları üzerindeki etkisini incelemektedir.

Parkinson hastalığı

Olan kişiler Parkinson hastalığı beyinde azalmış dopamin kaynaklanan deneyim yürüyüş ve duruş bozukluğuna. Bu hastalığın en önemli özelliklerinden biri olan yürüyüş karıştırma bireysel idiler yürüyüş sırasında ileri ve giderek onun hızını arttırır, bir duvar ile düşme veya temas halinde sonuçlanır. Parkinson hastaları ayrıca yürürken yön değiştirmekte zorlanırlar. Müzik terapisinde artan dopamin ilkesi bu nedenle parkinson semptomlarını hafifletecektir. Bu etkiler, Ghai'nin Parkinson hastalığı olan hastaların artan yürüme hızı, adım uzunluğu ve düşük kadans yaşadığı çeşitli işitsel geri bildirim ipuçlarıyla ilgili çalışmasında gözlemlendi.

Huntington hastalığı

Huntington hastalığı , kişinin yaşam kalitesini ciddi şekilde etkileyen psikiyatrik işlevlerinin yanı sıra hareket, bilişsel işlevlerini de etkiler. En yaygın olarak, Huntington Hastalığı olan hastalar en çok kore , dürtü kontrolü eksikliği, sosyal geri çekilme ve ilgisizlik yaşarlar . Schwarz vd. Müzik ve dans terapisinin Huntington hastalığı olan hastalar üzerindeki etkilerine ilişkin yayınlanmış literatür üzerinde bir inceleme yaptı. Müziğin müzikle ilgili aktiviteler dışındaki aktiviteler için bilişsel ve motor becerileri geliştirebilmesi, müziğin bu hastalığa sahip hastalar için faydalı olabileceğini düşündürmektedir. Müziğin fizyolojik işlevler üzerindeki etkilerine ilişkin çalışmalar esasen sonuçsuz olsa da, araştırmalar, müzik terapisinin hastanın yeteneklerinin maksimum potansiyeline ulaşmada önemli olan hasta katılımını ve terapiye uzun vadeli katılımı artırdığını bulmuştur.

Demans

Demans kaynaklı Alzeihmer hastalığı olan kişiler neredeyse her zaman tanıdık bir şarkıyı duyduklarında hemen harekete geçer . Särkämo ve diğerleri. Bu hastalığa sahip kişilerde sistemik bir literatür taraması yoluyla bulunan müziğin etkilerini tartışır. Müzik ve demans üzerine yapılan deneysel çalışmalar, melodik kontur algısı ve işitsel analiz gibi üst düzey işitsel işlevlerin bireylerde azalmasına rağmen, perde, tını ve ritmi içeren temel işitsel farkındalıklarını koruduğunu bulmuştur. İlginç bir şekilde, müziğin neden olduğu duyguların ve anıların şiddetli demanstan muzdarip hastalarda bile korunduğu bulundu. Çalışmalar, müziğin ajitasyon, anksiyete ve sosyal davranışlar ve etkileşimler üzerindeki yararlı etkilerini göstermektedir. Bilişsel görevler, dönemsel hafıza ve sözel akıcılık gibi müzikten de etkilenir . Bu popülasyondaki bireyler için şarkı söyleme üzerine deneysel çalışmalar, bellek depolamayı, sözel çalışma belleğini , uzak epizodik belleği ve yürütme işlevlerini geliştirdi .

Referanslar