Csellók és neuronok - a zene neuropszichológiája

Mi vesz rá bennünket arra, hogy kiürítsük a pénztárcánkat, és ellátogassunk kedvenc együttesünk koncertjére? Ha autóba ülünk, miért indítjuk el előbb az MP3 lejátszót, mint a motort? Kevésbé körmönfontan fogalmazva: miért élvezzük a zenét? Cikkünkben erre keressük a választ.

A válasz egyszerűnek tűnhet: mert a zene jó, zenét hallgatni egyszerűen élvezetes. A pszichológia azonban rendszerint nem elégszik meg ennyivel. A kérdés kissé tudományosabb köntösbe bújtatva úgy tehető fel, hogy minek köszönhetjük azt a jutalmazó, örömteli érzést, ami kedvenc zenéink hallgatása közben jár át minket?

A zene az kell?

A kérdés azért rejtélyes első pillantásra, mert az ilyen, jutalmazó érzést eredményező tevékenységek rendszerint a túlélésünkhöz kapcsolódnak. Gondoljunk például az édes ízék iránti velünk született preferenciára: ennek előnye világos, hiszen az édes íz rendszerint magas kalóriatartalmat jelez, így túlélés szempontjából kulcsfontosságú táplálékot jelent! Szavannalakó őseink közül azoknak volt legnagyobb esélyük örökletes tulajdonságaik továbbadására, akiket néhány génjük képes volt rávenni arra, hogy az első útba eső gyümölcsfáról annyit lakmározzanak, amennyit tudnak. Figyelembe véve ugyanis a környezet kiszámíthatatlanságát és azt, hogy legjobb esetben is néhány évezredet kellett még várni az első pizzafutárok megjelenéséig, nem lehetett tudni, mikor juthatnak legközelebb bármiféle táplálékhoz. De találunk közelebbi példát is: a Covid-19 járvány sokakat megtanított az ízek fontosságára a túlélés szempontjából. A szaglásukat és ízlelésüket elvesztett fertőzöttek gyakran számoltak be arról, hogy egyszerűen „nincs kedvük” enni.

A zenének azonban – ami szigorú értelemben nem más, mint a levegő egyfajta rezgése – első pillantásra közel sincs ilyen fontos szerepe: akinek a távoli múltban „nem volt kedve” enni, vagy netán levegőt venni, egészen biztosan nem érte meg a szaporodóképes kort. Nyugodtan élhet viszont 90 éves koráig, és hagyhat maga után egy kisebb klánra való utódot az, aki az Újvilág szimfóniát mulasztotta el meghallgatni.

Mondhatjuk, hogy zene nélkül nem érdemes élni (valószínűleg sokan érvelnénk így), de kétségtelenül lehetséges.

Amikor kedvenc dallamainkat hallgatjuk, mégis ugyanaz az édes érzés jár át minket, mint amikor egy krémes desszertbe harapunk. Akkor hát honnan ered a zenének az az ereje, amely az életünk fontos részévé teszi a világ minden pontján? Ahhoz, hogy erre választ kapjunk, meg kell ismerkednünk a jutalmazó rendszer illetve a hallásérzékelés neuropszichológiájával!

Csellók, mollok és neuronok – avagy az idegtudós találkozása a zeneszerzővel

Ahogy korábban már említettük, minden hang – a gyermeksírástól kezdve a fuvolaszólón át a szarvasbőgésig – leírható a levegő rezgéseként.

Az, hogy ezek a rezgésmintázatok mégis jelentéssel, értelemmel bíró, úgynevezett belső reprezentációkká alakulnak, azaz, hogy szombat reggel 7 órakor is meg tudjuk különböztetni a madárcsicsergést a körfűrésztől, idegrendszerünk ajándéka.

Észlelőrendszerünk képes a fontos akusztikai elemek „elkülönítésére” és idegsejtek tüzelési mintázatává kódolni azt.

Ehhez három agyterület összehangolt működésére van szükség: az agytörzs, a thalamus, és a hallókéreg kooperációjára. Ha megpendítjük például egy cselló húrját, anyagának és feszességének megfelelő frekvencián rezegni kezd. Standard hangolás esetén ez másodpercenként 65 rezgést, azaz egy zenei „C” hangot eredményez majd. A fent említett agyterületek neuronjai erre szinkronizált módon, pontosan 65 Herznek megfelelő oszcillációval válaszolnak. Fontos, hogy nem egyetlen sejt tüzel ilyen sebességgel, hanem milliónyi neuron összesített aktivitásából olvasható ki a 65 Herzes, ritmikus mintázat. A felelős agyterületek, tehát „átveszik” a levegő rezgésfrekvenciáját.

A hallókéreg neuronjai képesek mindezzel együtt a frekvenciák finom fokozatait megkülönböztetni, ennek köszönhetjük a különböző hangmagasságok pszichológiai élményét. Ez rendkívül fontos lépés egy komplex zenei dallam feldolgozásához, de önmagában nem elégséges. Amire nekünk szükségünk van, az a hangmagasságok közti kapcsolat meghatározása. Gondoljunk az alaklélektani iskola egy klasszikus példájára: elénekelhetjük a Süss fel nap!-ot, majd megtehetjük ugyanezt 5 hanggal feljebb is. Egyetlen hang sem egyezik a két dalban, a hangok közti kapcsolat miatt azonban mégis pontosan felismerjük a dallamot.

A dallamot tehát valójában két, egymás után következő hang frekvenciájának aránya határozza meg. Amennyiben a hangok nem egymás után, hanem egyszerre szólalnak meg, harmóniákról beszélünk. Egy moll harmadot például hozzávetőlegesen a 6/5 arány határoz meg, teljesen mindegy, hogy milyen frekvencián szólal meg a két hang, a kettő kapcsolata lesz a meghatározó. Ezért ismerjük fel a Süss fel nap!-ot 5 hanggal magasabban előadva is.

Ez még mindig nem minden, amire szükségünk van a zene élvezetéhez. A hangok ugyanis igen hamar semmivé foszlanak: ahhoz tehát, hogy több, egymás után következő hang frekvenciájának arányát ki tudjuk kalkulálni, muszáj őket legalább átmenetileg rögzítenünk memóriánkban. Ezt a feladatot a munkamemória végzi.

Mintázatok fogságában

Első pillantásra meglepő lehet, de a következő képességünk, amely hozzásegít bennünket a zene élvezetéhez, nem más, mint hogy képesek vagyunk múltbeli tapasztalatok alapján előrelátni a jövő eseményeit. Ez önmagában nem meglepő, hiszen minden szervezet hatékonyabban tud felkészülni a válaszra, ha egy esemény előre látható. A zenében (és a nyelvben is) gazdag statisztikai kapcsolatrendszer rajzolható fel a hangok mintázatai között.

A zenei rendszereknek – akárcsak a nyelveknek – egyfajta szintaxisuk van. Egyszerűbben fogalmazva, felismerhető egy rakás szabályszerűség arra vonatkozóan, hogy melyik hangot melyik követi. A „hallóagy” rendkívül érzékeny az efféle szabályszerűségekre, és képes megtanulni őket már nagyon fiatal korban.

Amikor zenét hallgatunk, akkor tehát nemcsak az egymást követő hangok összefüggéseit kódoljuk, hanem – természetesen tudattalanul – előrejelzéseket is teszünk arra vonatkozóan, hogy mi fog következni.

Ez az oka annak, hogy léteznek „hamis” hangok. Önmagukban nézve ezekben a hangokban semmi „hamisság” nincs, hiszen ezek is alapvetően rezgések, a levegő pedig nem tud „hamisan” rezegni. Egyszerűen csak az éppen „elvárt” a sémánkba (dallamba, akkordba) nem illenek bele, ezért sértik a fülünket. Ezek az „előrejelzések” természetesen nem az adott pillanatban tapasztaltakra épülnek, hanem egész életünk során összegyűjtött tapasztalatokra épülnek.

De akkor miért is élvezzük a zenét?

A fenti mechanizmusok kulcsfontosságúak, ezek nélkül ugyanis nem lennénk képesek zenei mintázatokat észlelni, azt azonban továbbra sem magyarázzák meg, miért is jár át minket az öröm érzése zenehallgatás közben. Ahhoz, hogy erre választ kapjunk újabb idegrendszeri rendszer működését kell röviden áttekintenünk: a jutalmazó rendszerét.

Humán és állatkísérletek során sikerült azonosítani azt a rendszert, amely egy értékes inger jelenlétét jelzi a szervezet számára. Egy éhes patkány például megtanítható arra, hogy egy bizonyos ingerre (pl.: fényjel) megnyomjon egy kart, aminek köszönhetően táplálékhoz jut. Ebben a helyzetben egy, az agy mélyén elhelyezkedő terület, a striátum neuronjai dopamin felszabadításával reagálnak.

Azonban hamar kiderült az is, hogy amennyiben a táplálék mennyisége állandó volt, ezek az idegsejtek egy idő után már nem reagáltak. Visszatért ugyanakkor az erőteljes dopaminválasz ha az élelem mennyisége hirtelen nagyobb lett. Ez fontos felismeréshez vezetett: a jutalmazó rendszer valójában a várt és a tényleges eredmény közti különbséget kódolta.

A jelenség, ahol a vártnál jobb eredményt kapunk, jutalom-előrejelzési hiba néven várt ismertté. Robert Zatorre és munkatárásai vizsgálatából az is kiderült, hogy a striatum nemcsak élelem kapcsán, de a zenei élményre is hasonlóképpen reagál.

Zatorre és kollégái munkája arra is magyarázatot ad, hogy miért van ez így. Ennek lényege az, hogy a dopaminválasznak két fázisa van: az első az ún. anticipációs fázis, néhány másodperccel az öröm csúcspontja előtt, a második pedig az az öröm tényleges bekövetkezésének pillanata. Ez azt jelenti, hogy

a várakozás ugyanolyan fontos része az örömnek, mint maga a bekövetkezés.

Ez érdekes módon összecseng néhány zeneelméleti szakember véleményével, akik szerint az öröm a zenében onnan ered, hogy feszültséget kelt, amely arra sarkallja a hallgatót, hogy annak feloldására várjon. Ezt a feloldást gyakran késleltetik vagy manipulálják a zeneszerzők.

A vizsgálat legfontosabb felfedezése azonban egyértelműen az volt, hogy a jutalmazó rendszer szoros kapcsolatban működik a hallókéreggel: minél jobban tetszett a vizsgálati alanyoknak egy zenei darab, annál nagyobb volt a „párbeszéd” a striatum és a hallókéreg között. A két rendszer kapcsolata nagyjából a következőképpen írható le. Az észlelőrendszer elemzi a hangok közti kapcsolatokat, majd megteszi a maga „előrejelzéseit” (most hallottam hallottam „A” hangot, aztán egy „B”-t, a következő „C” kell legyen). Ezt követően a jutalmazó rendszer kiértékeli az előrejelzés eredményét („C” nem olyan jó, mint vártam, ezért nem kellemes” vagy „C” meglepő, egyben kellemesebb, mint vártam, ezért nagyon élvezetes).

Idézzük fel a jutalom-előrejelzési hibát!

A jutalmazó érzés akkor a legerősebb, amikor a vártnál jobb eredményt kapunk.

Ennek megfelelően, nem akkor tölt el minket leginkább örömmel az adott dallam, ha az eredmény pontosan megfelel az előrejelzésnek (azaz valóban „C” hangot kapunk), mert az egyszerűen unalmas. De nem is akkor, ha teljesen váratlan az eredmény, mert ez inkább összezavar, semmint élvezetet nyújt. Hanem akkor, ha az eredmény eltalál egy „édes pontot” és valamivel jobb, mint amit várunk. A legjobb, legnépszerűbb zenék nem követik szigorúan a konvenciókat, de nem is követhetetlenül bonyolultak. Sokkal inkább képesek egy kiszámítható keretben belül ugyan, de meglepni a hallgatót.

Mindent a hallókéregnek és a jutalmazó rendszernek, valamint a kettő szoros kapcsolatának köszönhetünk tehát. Az első képes hangmintázatokat elemezni és jóslatokat tenni, a második pedig értékeli ezeket: a valóság megfelelt az előzetes várakozásoknak, nem felelt meg, vagy akár meg is haladta azt. Utóbbit pedig egy adag dopaminnal meg is hálálja.

De mit jelent a zenében pontosan a „valamivel jobb, mint vártuk” hang, melódia, akkord? Idegtudósunk ebben a pillanatban mosolyogva lép hátra és visszaadja stafétát a zeneszerzőnek: ezt jelen pillanatban nem tudjuk definiálni. Sokat tudunk már a zene neuropszichológiájáról, jóval többet, mint néhány évtizede. A jövő legszebb dallamait viszont egy ideig még zeneszerzőnk intuíciójára kell bíznunk.