Forschungsbericht 2011 - Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

Hören von Jazzimprovisationen: Wie unser Gehirn Spontaneität in der Musik erkennt

Autoren
Engel, Annerose; Keller, Peter E.
Abteilungen
Max-Planck-Forschungsgruppe Musikkognition und Handlung
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig
Zusammenfassung
Die Fähigkeit, Handlungen anderer Menschen als spontan oder geplant zu erkennen, ist eine wichtige Voraussetzung, um ihr Verhalten zu verstehen und schnell darauf reagieren zu können. Musikalische Improvisationen eignen sich hervorragend, um die dieser Fähigkeit zugrunde liegenden neuronalen Prozesse zu untersuchen. Erfahrene Jazzmusiker können durch bloßes Hören erkennen, ob eine Melodie improvisiert wurde. Eine Hirnstruktur, die sogenannte Amygdala, die als besonders sensitiv für das Erkennen von Unsicherheit im Verhalten bekannt ist, spielt dabei eine wichtige Rolle.

Musikalische Improvisation

Stellen Sie sich vor, Sie sitzen in einem Jazzklub und hören einem Pianisten zu, der eine Ihnen unbekannte Musik spielt. Er hat kein Notenblatt vor sich und scheint vertieft in sein Spiel zu sein. Können Sie sagen, ob er die gespielte Musik gerade frei erfindet (also improvisiert) oder ob es sich um ein auswendig gelerntes Stück handelt? Unser Gehirn versucht permanent, das Verhalten anderer zu analysieren. Dies hilft uns, Handlungen anderer Menschen schneller und besser zu verstehen und schon im Voraus darauf zu schließen, was diese wohl als Nächstes tun könnten. Dabei ist es wichtig, geplantes von spontanem Verhalten unterscheiden zu können. Die musikalische Improvisation ist gut geeignet, um zu untersuchen, wie das Gehirn Spontaneität erkennt und welche Hirnregionen an diesem Prozess beteiligt sind.

Wie unterscheiden sich improvisiertes und geplantes Handeln?

Für eine Studie der Forschungsgruppe Musikkognition und Handlung am Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften wurden Jazzpianisten gebeten, Melodien zu improvisieren. Ihr Spiel wurde aufgenommen. Nach einigen Wochen wurden die Jazzpianisten erneut in das Labor eingeladen und sollten Improvisationen, die jeweils ein anderer Jazzpianist gespielt hatte, so lange üben, bis sie diese perfekt nachspielen konnten [1]. Die improvisierten und nachgespielten Melodien waren dadurch zwar annähernd gleich, unterschieden sich aber in der Art und Weise ihrer Entstehung. Eine Analyse der beiden Melodiearten ließ erkennen, dass die „echten“ Improvisationen variabler in ihrer Lautstärke und Rhythmik waren als die geübten Melodien. Dahinter stehen bei den Pianisten möglicherweise Schwankungen und Unsicherheiten in der Kraftkontrolle und Handlungsplanung. Das Spielen von gerade erfundenen Melodien ist für sie ein kreativer Auswahlprozess, bei dem sie sich spontan aus ihrem vorher erlernten „musikalischen Vokabular“ bedienen müssen.

Wie unterscheidet das Gehirn improvisierte Handlungen von anderen?

Mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie lässt sich beobachten, dass bei musikalischen Improvisationen ein anderes Aktivierungsmuster im Gehirn vorliegt als beim Nachspielen von Melodien. Das Improvisieren führt zu einer erhöhten Aktivität in einem Netzwerk von Hirnarealen, das auch bei der freien Antwortwahl eine Rolle spielt [2]. Dieser Befund ist auch für die Wahrnehmung von improvisierten Handlungen interessant, denn man nimmt an, dass während der Wahrnehmung einer Handlung ähnliche Hirnareale aktiv werden wie bei deren eigener Ausführung. Solch eine interne Simulation ermöglicht es uns, das Verhalten anderer Menschen schneller und besser zu verstehen. Weil das improvisierte Spiel zu einem anderen Aktivierungsmuster im Gehirn führt als das Nachspielen von Melodien, nahm man an, dass es diesen Unterschied auch beim bloßen Hören von improvisierter Musik geben könnte.

In einer weiteren Studie überprüfte die Forschungsgruppe Musikkognition und Handlung diese Annahme. Zweiundzwanzig erfahrenen Jazzmusikern wurden kurze Ausschnitte von Melodien vorgespielt, die entweder spontan improvisiert oder auswendig gelernte Versionen derselben Improvisationen waren [3]. Die Versuchsteilnehmer sollten nach jeder Melodie einschätzen, ob diese improvisiert oder eingeübt worden war. Zunächst zeigte sich, dass die Jazzmusiker die beiden Melodiearten überdurchschnittlich gut erkennen konnten, und zwar umso besser, je größer ihre Spielerfahrung als Musiker war. Ebenfalls eine höhere Trefferrate hatten diejenigen, die in einem Fragebogen angegeben hatten, dass sie sich oft in andere Menschen hineinversetzen und ihre Perspektive einzunehmen versuchen. Musikalische Erfahrung und die Fähigkeit der Perspektivenübernahme ermöglichen es offenbar, Spontaneität in der Musik zu erkennen. Die größere Variabilität in Lautstärke und Rhythmik könnten Merkmale sein, durch die ein Zuhörer Improvisationen identifiziert. Das Experiment bekräftigt diese Annahme, denn Melodien, die variabler in diesen Parametern waren, wurden auch eher als improvisiert beurteilt.

Welche Regionen im Gehirn sind zuständig für das Erkennen von Spontaneität?

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Während des beschriebenen Versuchs wurde die Hirnaktivität der Jazzpianisten mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie aufgezeichnet. Beim Hören der Improvisationen wies ein Hirnareal, das als Amygdala bezeichnet wird, erhöhte Aktivierung auf (Abb. 1). Eben diese Hirnstruktur war auch immer dann stärker aktiviert, wenn die Melodien variabler in Lautstärke und Rhythmik waren. Die Amygdala scheint also am Erkennen von Variabilität in der gehörten Musik beteiligt zu sein. Dieses Ergebnis steht im Einklang mit Beobachtungen anderer Studien, in denen die Amygdala immer dann starke Aktivität aufwies, wenn Stimuli schwerer vorhersagbar, neu oder nicht eindeutig in ihrer Bedeutung waren. Das Areal spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen und für das Sozialverhalten.

Jedes Mal, wenn eine Melodie als improvisiert eingeschätzt wurde, trat zudem eine erhöhte Aktivierung in einem Netzwerk von Hirnarealen auf, das an der internen Simulation von Handlungen beteiligt ist. Dazu gehören das frontale Operkulum, das prä-supplementär motorische Areal und die anteriore Inselrinde (Abb. 2). Möglicherweise werden die für Improvisationen gehaltenen Melodien als variabler und fluktuierender wahrgenommen und somit als schwerer vorhersagbar. Die schwierigere Handlungssimulation könnte dann verstärkte Aktivität im Netzwerk auslösen.

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Hier sind verschiedene Hirnareale gekennzeichnet (orange), die beim Hören von als improvisiert klassifizierten Melodien stärker aktiviert waren als bei solchen, die als eingeübt beurteilt wurden. Die Analyse zeigt stärkere Aktivierungen im frontalen Operkulum und der anterioren Inselrinde in der linken Hirnhälfte sowie im prä-supplementär motorischen Areal (prä-SMA) und im Nucleus caudatus in der rechten Hirnhälfte.

Mit Blick auf die eingangs beschriebene Situation im Jazzklub lässt sich nun sagen, dass das Gehirn eines erfahrenen Zuhörers musikalische Spontaneität umso besser entdecken kann, je stärker die eigene musikalische Erfahrung und die Fähigkeit, sich in andere hineinzuversetzen, ausgeprägt sind. Auf typische Merkmale der Improvisation, wie stärkere Variabilität in Lautstärke und Rhythmik, reagiert besonders die Amygdala. Außerdem werden beim Hören Hirnareale aktiv, die daran beteiligt sind, das zukünftige Verhalten des Pianisten vorherzusagen. Wird eine Melodie als improvisiert eingeschätzt, fällt dies besonders schwer – und führt zu erhöhter Aktivität.

1.
P. E. Keller, A. Weber, A. Engel:
Musical improvisation and imitation: What is the difference?
In: Proceedings of the 7th Triennial Conference of the European Society for the Cognitive Sciences of Music. (Eds.) P.-S. Eerola et al. University of Jyväskylä, Finland: Jyväskylä 2009, 66.
2.
S. L. Bengtsson, M. Csikszentmihalyi, F. Ullen:
Cortical regions involved in the generation of musical structures during improvisation in pianists.
Journal of Cognitive Neuroscience 19, 830–842 F (2007).
3.
A. Engel, P. E. Keller:
The perception of musical spontaneity in improvised and imitated jazz performances.
Frontiers in Psychology 2:83. doi: 10.3389/fpsyg.2011.00083
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