Musik und Gehirn – Der Einfluss von Musik auf unsere Nervenzellen

Das unglaubliche an der Musik ist ihre Wirkung auf uns. Sie kann unsere Stimmungslage beeinflussen und ist für die meisten von uns eine unglaubliche Bereicherung. Was wäre unser Leben ohne die Klänge unserer Lieblingsinstrumente und den Rhythmen, denen wir uns so schwer entziehen können?

 

Seit einiger Zeit hat auch die Wissenschaft diesen Stellenwert der Musik erkannt. Sie fokussiert sich auf die Wirkung von Musik auf unsere Neuronen. Es handelt sich um eine Sparte der kognitiven Neurowissenschaften – eine Kombination aus Neurologie, Neuroanatomie, Psychologie, Computerwissenschaften, Musiktheorie und einigen anderen Fächern. Viele Erkenntnisse sind zwar seit einigen Jahrzehnten bekannt, bekommen aber mit dem Fortschritt der Technik und dem Wachstum unseres Wissens einen ganz anderen Stellenwert.
Welche Bedeutung hat das aber für die praktische Medizin und für den Patienten?

 

Ton, Melodie, Rhythmus

Der Ton, definiert durch seine Frequenz, wird an frequenzabhängigen Stellen der Basilarmembran in der Cochlea wahrgenommen. Mit Hilfe von Neurotransmittern wird dieser dann über Akkustikusnerven an die zahlreichen auditorischen Nuklei im Hirnstamm weitergeleitet. Wie aber genau die Tontrennung in den Nuklei erfolgt, ist bis heute unklar. Sie setzt sich jedoch bis in den primären Audiokortex fort, der somit, wie die Cochlea, eine Tonotopie aufweist. Außerdem ist der primäre Audiokortex für die Auswertung der Lautstärke eines Tons zuständig.

Unbewusste Eindrücke wie die Melodie werden im sekundären Audiocortex verarbeitet. Dieser entspringt im Brodmann-Areal 42 und ist im oberen Teil des Temporallappens zu finden. Dieser Teil liegt ebenfalls im Sulcus lateralis und ist auch für Rhythmus zuständig. Diese Informationen werden oft unbewusst wahrgenommen, sodass wir uns diesen erst bewusst werden, wenn sie als ungewohnt bewertet werden oder unsere Aufmerksamkeit auf sich lenken.

 

Prometheus. Kopf, Hals und Neuroanatomie, Brodmann-Areale im Neocortex, Thieme

 

Ganz so einfach ist es jedoch nicht. Man kann die Musik und ihre Wahrnehmung eben nicht nur auf drei Begriffe wie Ton, Melodie und Rhythmus mit den jeweils zuständigen Hirnarealen reduzieren. Denn schon beim Klopfen eines Rhythmus kommen zahlreiche Hirnareale hinzu. Der linke Frontal- und Parietallappen muss die sensorischen und motorischen Informationen organisieren und ausführen. Dies bezieht auch das Kleinhirn mit ein. Je komplexer der Rhythmus ist, desto größer sind auch die zusätzlich aktivierten Areale in den Stammganglien. Wenn es sich dabei auch noch um einen Lieblingssong handelt, kommen Gefühle und Emotionen ins Spiel. Diese werden in den tiefer liegenden Abschnitten unseres Gehirns ausgelöst.

Der emotionalen Wirkung der Musik auf das Gehirn kommt deswegen eine gesonderte und außergewöhnliche Rolle zu.Das Lernen eines Instruments oder das Singen kann die Neugierde und das Durchhaltevermögen fördern. Durch Erfolg wird Freude ausgelöst, was unter anderem auf eine Dopaminwirkung zurückzuführen ist. Dieser Neurotransmitter ist für die Funktion und die Plastizität der Neurone enorm wichtig, da er bei vielen Lernvorgängen freigesetzt wird und die Neuvernetzung fördert.

Auch der Neurotransmitter Serotonin ist für die Neuroplastizität verantwortlich. Erhöhte Serotoninspiegel findet man beispielsweise bei Probanden nach dem Hören von Musik, die sie als schön einstufen. Auch andere Studien zeigen, dass es zu einer Erhöhung der Aktivität im mesolimbischen System, dem Hypothalamus sowie der Inselrinde kommt, wenn der Serotoninspiegel erhöht ist. Musik hat also eine stimulierende Wirkung auf unsere Neuronen.

Warum aber genau empfinden wir bestimmte Tonabfolgen als harmonisch und was ist so anziehend an ihnen? Was ruft Dissonanzen in unserem Gehirn hervor und welche Einflüsse haben unterschiedliche Tonsysteme auf unser neuronales Netzwerk?

 

Vorstellung

Neben einer visuellen Vorstellung gibt es auch eine musikalische Vorstellung. Diese kann von Mensch zu Mensch variieren. Manche beschränken sich dabei nur auf den Rhythmus, andere sind in der Lage Melodien oder sogar ganze Orchester in ihrem Kopf spielen zu lassen. Dabei kommt es bei Musikern zu einer Visualisierung der Musik. Seien es die auf den Klaviertasten spielenden Finger oder die Bewegungsabfolge der Streich- oder Saiteninstrumente – all dies führt zu einer Erhöhung des Blutflusses und der Aktivität in den jeweiligen Bereichen des Motocortex.

Schon durch diese wenigen Informationen und Denkanstöße verliert man schnell den Überblick. Es erscheint komplex und unübersichtlich – ohne dass man tief in die Materie der Neuroanatomie und Physiologie einsteigt, geschweige denn in die theoretischen Grundlagen der Musik.

Vor den großen Entwicklungen in der Bildgebung konzentrierten sich die Ärzte und Forscher auf Ausfälle der einzelnen Hirnbereiche und schrieben ihnen auf diese Weise gewissen Funktionen zu. Erst die Weiterentwicklung der bildgebenden Verfahren wie PET oder MRT, womit man inzwischen auch einzelne Nervenfaserverläufe nachverfolgen kann, brachte enormen Fortschritt.

Doch welche Bedeutung hat dieses Wissen für das Verständnis der Musikverarbeitung im Allgemeinen? Welche Erkenntnisse können wir von bestimmten Erkrankungen oder Symptomen gewinnen? Was würde dies für den klinischen Alltag und für den Patienten bedeuten?

 

Menschen, Krankheit, Wahrnehmung

Der angesehene Neurologe Prof. Oliver Sacks von der New York University geht in seinen Büchern und Artikeln der amerikanischen Neurologiezeitschrift BRAIN auf diese Thematik ein.

 

Parkinson

Seit mehreren Jahren ist zum Beispiel bekannt, dass Taktgeber und rhythmische Musik für die an Morbus Parkinson erkrankten Menschen hilfreich sein kann. Bei den Erkrankten kommt es durch die Degeneration der Substantia nigra zu einem Absinken des Neurotransmitters Dopamin. Daraufhin kommt es zu einer vermehrten Wirkung des Neurotransmitters GABA in den Stammganglien, sodass die Patienten im Endstadium die klassischen Symptomtrias aus Rigor, Tremor und Akinesie aufweisen. einhergehend mit einem Zittern einzelner Muskelpartien. In der Therapie dieser Erkrankung ist neben den Medikamenten für die Patienten die Physiotherapie deshalb enorm wichtig.

Die Physiotherapeuten versuchen den Patienten einen inneren Taktgeber zu geben und raten zum Abzählen an. Auch Musik mit einem zu dem Patienten passenden Rhythmus erzielt eine Anregung und eine gewisse Ordnung der Motoneurone. Auf diese Weise sollen die Erkrankten sich selbst den Rhythmus vorgeben und einen Fluss in ihrer Bewegung aufbauen können. Die rhythmische Musik unterstützt diesen Prozess enorm und kann die Erkrankten sogar zum gemächlichen Tanzen motivieren.

 

Aphasie

Ebenfalls beeindruckende Effekte hat die Musik bei Menschen mit einem Schlaganfall oder einer Schädigung im Broca-Areal. Bei den Betroffenen kommt es zu einer Störung der Sprachproduktion, das Sprachverständnis hingegen bleibt intakt. Oliver Sacks beschreibt einen Patienten mit einer schwerwiegenden Broca-Aphasie, der nach einem Schlaganfall nicht in der Lage war, sich verbal zu äußern. Im Rahmen einer aufwändigen Sprachtherapie merkte der Therapeut hingegen, dass es dem Patienten relativ leicht fiel, beim Zuhören eines alten Liedes einige Zeilen selbst mitzusingen, sodass die Behandlung durch eine Musiktherapie erweitert wurde.
Dies führte dazu, dass der Patient im Verlauf seiner Therapie wieder mit seinen Angehörigen und Freunden verbal kommunizieren konnte. Er konzentrierte sich beim Sprechen auf die Melodien und ordnete ihnen seine Sätze unter. Er unterhielt sich also im Singsang mit ihnen.

Solche beeindruckenden Patientengeschichten gibt es zahlreiche. Es ist ein Nachweis dafür, dass unser Hirn seine Aufgaben in andere Bereiche verlagern kann bzw. mit anderen Bereichen gewissermaßen „zusammenspielen“ kann. Jedoch gibt es auch Schädigungen im Wernike-Areal. Hier ist als Konsequenz die Wahrnehmung der Sprache gestört. D.h. es ist nicht nur das Verstehen von anderen Personen beeinträchtigt, sondern es ist auch die Selbstkontrolle über die Sprache verändert oder verloren gegangen. So neigen die Betroffenen zu Wortfindungsstörungen, aber auch zu Neologismen. Bei dieser Form der Schädigung wäre die Musiktherapie daher hilflos.

 

Ohr- oder Hirnwurm

Eine andere allgemeinbekannte Geschichte betrifft jeden von uns beim Hören von simplen Melodien, die sich in unseren Köpfen festsetzen, sich wie ein Ohrwurm in unser Hirn bohren und uns nicht in Ruhe lassen wollen. Passenderweise sollte man dieses Phänomen eigentlich Hirnwurm nennen. Es sind eingängige, einfache Tonabfolgen aus den Charts oder der Werbung. -Syndrom, aber viel tiefergehendere Nebeneffekte hervor. Die Erkrankten fühlen sich gefangen und in den ewigen Kreis der Wiederholungen eingebunden. Dies kann zu einer inneren Unruhe mit drauffolgenden Ticks und zu einem Verlust der Kontrolle führen.

Was fördert diesen Prozess neben der Einfachheit der Melodie und dem Rhythmus? Was führt dazu, dass unsere Neuronen überreagieren und ununterbrochen weiterspielen? Ist es das ständige Ausgesetztsein der Musik in den Kaufhäusern, den Filmen, der Werbung, dem Internet oder liegt es einfach an der Architektur unseres Netzwerks?

 

Halluzinationen

Eine ähnliche Wirkung, jedoch in einer ganz anderen Dimension, erreichen die musikalischen Halluzinationen.
Auditorische Halluzinationen, ähnlich den der visuellen, werden bereits seit längerer Zeit in der Literatur beschrieben. Diese Halluzinationen haben eine individuelle Dynamik von Noten, Rhythmen bis hin zu Melodien und Liedern und kennzeichnen die Krankheitsgeschichten der Menschen. Bei Musikern mit diesen Symptomen ist sogar von Sinfonien oder Etüden die Rede. Sie tauchen unvermittelt auf und können über mehrere Stunden anhalten. was Ängste und Besorgnis hervorruft.
Abhängig vom Einfluss dieser Symptome auf ihr Leben, beschreiben die „Erkrankten“ unterschiedliche Grade an Leidensdruck. Manche Betroffenen haben individuelle Kontrollmechanismen entwickelt, um ihre Halluzination in den Griff zu bekommen. Anderen helfen in gewissem Maße aber auch Medikamente wie Neuroleptika, Antidepressiva oder sogar Antikonvulsiva.

 

Epilepsie

Auch bei epileptischen Anfällen spielt Musik oft eine große Rolle. Sei es als Triggerfaktor oder assoziiert mit Auren als Vorboten von Anfällen. Oliver Sacks beschreibt den Patienten G.G.. Dieser fiel nach einer schweren Herpes Enzephalitis mit Bewusstseinstrübung ins Koma und wies daraufhin eine retrograde Amnesie auf. Im Verlauf besserte sich zwar die Amnesie, G.G. entwickelte jedoch eine erhöhte Sensibili. Die Musik musste dabei keineswegs laut sein. Auch leise Stücke nahmen ihn ein, schwellten in seinem Kopf an, füllten ihn aus und übernahmen die Kontrolle über ihn. Nach solchen Anfällen klagte G.G. immer über Erinnerungslücken. Er hatte das Gefühl, sich den Anfällen nicht mehr entziehen zu können.

 

Synästhesie

Die Synästhesie beschreibt die gleichzeitige Wahrnehmung von Tönen und anderen Sinneseindrücken wie Farben oder Geschmäckern. Dieses Phänomen ist wahrscheinlich gar nicht so selten, denn viele Menschenempfinden es als selbstverständlich und halten es deshalb auch nicht für erwähnenswert.
Die Kopplung solcher Sinnesreize kann in jeglicher Kombination vorkommen, sodass auditive Informationen nicht unbedingt präsent sein müssen. Die Synästhesie kann angeboren sein oder auch induziert z.B. durch Drogen und so unsere Wahrnehmung verändern. Oliver Sacks stellt in seinem Buch den Komponisten Michael Torke vor. Er weist neben seinem perfekten Gehör auch eine Synästhesie auf. In seiner Wahrnehmung hat jeder Ton und jedes Stück mit dem jeweiligen Grundton für ihn eine gewisse Farbe, eine Tönung. Diese sind seit seiner Geburt fest verankert und über die Lebenszeit stabil geblieben. G minor ist so in seiner Welt nicht einfach nur „gelb“, sondern „ocker“, D minor „kiesel-“ oder „graphitfarben“ und F minor „erdig“ und „aschfahl“.
Torke kann diese Eindrücke nicht auf eine äußere Prägung wie ein Spielzeugklavier in seiner Kindheit zurückführen. Er hat sie schon immer in sich getragen.

Außerdem beeinflusst dieses „Wahrnehmen“ der Musik gepaart mit Farben keineswegs seine aktuellen visuellen Eindrücke. Er weist zwar darauf hin, dass sie wie eine Art transparenter, schimmernder Schirm, immer intensiv und real sind. Dennoch sind sie aber nur innerlich. Andere Betroffene beschreiben die Farbenkonstellationen vollkommen anders. Manche Assoziationen oder Farbenverbindungen von Torke sind für sie nachvollziehbar, andere hingegen „unlogisch“ und „abstrus“, weil sie sie als ganz anders wahrnehmen. In einer Ausgabe der Nature aus dem Jahr 2005 wurde beispielsweise über einen Musiker berichtet, der neben der visuellen Verbindung zu einem Ton zugleich auch einen bestimmten Geschmack auf der Zunge wahrnimmt. Patrick Ehlen, ein Psychologe, hat wiederum eine besonders ausgeprägte Form der Synästhesie. Er nimmt mit jedem Geräusch und jedem Laut, sei es eine Stimme, ein Tier oder auch ein Sturm, Farben wahr. Dies weitet sich sogar auch auf Buchstaben und Zahlen aus.Zugleich schreibt Oliver Sacks aber auch über andere Menschen, bei denen diese Kombination oder Zuordnung nicht fest ist, sondern abhängig von der Stimmung und Laune, variieren kann.

Für viele Musiker mit Synästhesie ist diese „Gabe“ etwas Natürliches, was sie schon immer für ihre Kreativität genutzt haben. Für alle unter uns ohne Synästhesie gilt deshalb wohl, dass die Wahrnehmung von Musik eine etwas andere ist.

 

Fazit

Diese wenigen Beispiele zeigen, welchen enormen Einfluss die Musik auf unsere Wahrnehmung, die Funktion unseres Gehirns und unser Leben haben kann. Trotz des Fortschritts der Forschung auf diesem Gebiet eröffnen sich immer mehr Bereiche, die weitere Fragen hervorbringen.

 

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Quellen

The Power of Music
The Acoustical Society of Japan 
> Der einarmige Pianist. Über Musik und das Gehirn. Oliver Sacks. Rowohlt 2008