Musik, spejlneuroner og den kreative hjerne

I Påsken var der familiekomsammen. Et af mine børnebørn ligner sin mor i den alder - 17 måneder. Han er helt vild med musik og "danser" til den - eller når nogen synger. Udtrykker helt umiddelbar glæde og nydelse.

   Da min datter var på samme alder husker jeg at hun pludselig med høj klar stemme sang/nynnede Danmarks Radios pausesignal: melodien til "Jeg drømte mig en drøm i nat..."

   Hun havde lært melodien - uden at blive undervist - bare ved at høre den nogle gange i radioen. En melodi som nynnes, produceres af stemmbåndene (som er muskler) og læberne, tungeen og måndhulemuskulaturen i et kompliceret og koordineret samarbejde.

   Der går åbenbart en "vej" i hjernen - fra øret, over hjernens hørecenter og over til de muskler som producerer "sangen" så den lyder præcis som den melodi øret har hørt. Og når den vej er banet, så udløser det lyst- og glæde-hormoner i hjernens belønningssystem: endorfiner, dopamin, etc. - hver gang melodien høres og synges.

Musik, dans, sang, rytme - udgør en helhed som. når vi oplever det, sætter sig i kroppens spejlneuroner som en slags muskelhukommelse. Det vil sige: Når vi hører musikken, så aktiveres de dele af det motoriske system som også er aktivt når vi selv synger, spiller, nynner, trommer, danser - nemlig de spejlneuroner som sidder i præmotorcortex og i andre tilsvarnede netværk i hjernen, fx det der har med hørelse og stemme at gøre.

   Det bemærkelsesværdig er at denne spejling sker så nemt - og gør os så glade - som mit barnebarn så tydeligt giver udtryk for.

Det skriver bloggeren Suzie Heumann om i Huffington Post om:

I went to see Bonnie Raitt and Taj Mahal the other night in Oakland California. The setting was beautiful and the crowd was thrilled with the music and the vibes. Late in the program, as they sang a lusty, bluesy song together Taj began to wave his hands in the air and he encouraged us all to do it with him. Everyone began waving their hands and arms in the air and we all fell into a side-to-side sweeping, wave of ecstatic dancing! We were like one big sea anemone, an organism, waving in a sea of music and bodies and bliss.

   Why is it so easy to do this?

    Music is a universal language. It probably preceded speech. When you listen to or create music many specific areas of your brain light up. The thinking areas, the sensory areas, the memory areas, the motor areas, and even the anticipation and predictive areas of your brain light up during the silence between songs. (...)

    One of the other structures that lights up are the mirror neurons you have throughout your brain/body system. These are widely distributed in the brain but occur in the parietal lobe specifically to help you notice and track what your friends are doing. The same mirror neurons fire when you both follow where someone else is looking, with your attention, and when you are doing the looking all by yourself. They are, for all purposes, the same thing to your brain - either doing the looking or watching someone else as they do the looking. Non-duality - "I am both the observer and the observed"! Consequently, we all did what Taj told us to do, once we had looked to our right and left to see if our friends were doing it too!

    Mirror neurons help keep you in line with your tribe and keep you connected to others. They help regulate your bodily functions, social behavior, what you do and say to another, how you interpret another's actions and they encourage you to act and feel the way the majority is acting and feeling at any given moment. Mirror neurons are what make you social. They help 'teach' you to be a part of your tribe. You, and everybody else in your tribe, keep an 'eye' out, so to speak, for unity, divisiveness, action, calm, eating, yawning, laughing, and a myriad of other social signals that make you either a part of or separate from the rest. Both listening to and playing music draws on your attention, your anticipation and your mirror neurons too.

http://www.huffingtonpost.com/suzie-heumann/orgasm-mirror-neurons_b_302322.html

På Facebook modtog jeg et link til en YouTube-video som er fascinerende og gribende, og som demonstrerer at forskellige netværk har forbindelser og er aktive hvis man bare trykker på den rigtige "kontakt".
   Talecentret, den episodiske hukommelse, og de muskler du bruger til at synge og spille med, er neurologisk forbundet sådan at når du hører en melodi som din krop kan huske via premotorcortex, så åbner det en række neuro-forbindelser mellem forskellige centrer så de aktiveres og samarbejder. 

   Se bare her:

"Neurons that wire together fire together" (eller omvendt), er et af den moderne neurovidenskabs slagord, og videoen viser jo at musik er bredt forbundet til personligheden, erindringen, bevidstheden og kroppen - også når omgivelserne ellers helt har opgivet kontakt.

One of the key factors in the human brain’s ability to change via neuroplasticity is that neurons form interconnections based on simultaneous firing over a period of time. According to Norman Doidge, author of The Brain That Changes Itself, this theory was first proposed by none other than Sigmund Freud, but was articulated in more detail by Canadian psychologist Donald Hebb. Doidge attributes this neat summary to neuroscientist Carla Shatz: Neurons that fire together wire together. 

 http://www.neurosciencemarketing.com/blog/articles/neurons-fire-together.htm

Vi kan snart se hvad du drømmer og fantaserer om - tyder ny forskning på

På bagsiden af Politikens økonomitillæg den 21. december var der en notits under blogindlægget "Lund på nettet". Rubrikken var "Tanker på film".

   En amerikansk forskergrupper har udviklet en teknik til at filmisk at rekonstruere filmklip som hjernen tidligere har set og indkodet. Altså i princippet en teknik til at "aflæse" - afkode - hvad hjernen har set ved en tidligere lejlighed.

   Gruppen består af: Shinji Nishimoto, An T. Vu, Thomas Naselaris, Yuval Benjamini, Bin Yu & Jack L. Gallant. Gallant er lederen, og gruppen har tidligere publiceret forskning om muligheden for at rekonstruere visuelle indtryk som de afspejler sig i hjernens neurale aktivitet.

   Her er en video hvor input-filmen vises til venstre og den rekonstruerede output-film ud fra hjernens aktivitet vises til højre:

Den særlige snedige teknik man bruger kan du læse om her: http://gallantlab.org/

I princippet laver man et leksikon af i tusindvis af YouTube-klip som korresponderer med de billeder af hjernens neuronaktiviteter i den visuelle cortex man opnår ved sådkaldte fMRI-skanninger; den visuelle cortex er den del af hjerne som bearbejder de signaler som modtages gennem øjenene.

   Så afspiller man en filmstump som ikke indgår i dette leksikon, og laver billeder hjernens aktivitet under oplevelsen af filmen. Disse billeder bruger man så til at afsøge leksikonnet og får dermed en ny film frem, som altså er en rekonstruktion af den film hjernen tidligere har set og bearbejdet.

Sådan forklarer forskerne selv teknikken som dokumenteres med videoen ovenfor:

The left clip is a segment of a Hollywood movie trailed that the subject viewed while in the magnet. The right clip shows the reconstruction of this segment from brain activity measured using fMRI. The procedure is as follows:

[1] Record brain activity while the subject watches several hours of movie trailers.

[2] Build dictionaries (regression model; see below) to translate between the shapes, edges and motion in the movies and measured brain activity. A separate dictionary is constructed for each of several thousand points in the brain at which brain activity was measured.

(For experts: our success here in building a movie-to-brain activity encoding model that can predicts brain activity to arbitrary novel movie inputs was one of the keys of this study)

[3] Record brain activity to a new set of movie trailers that will be used to test the quality of the dictionaries and reconstructions.

[4] Build a random library of ~18,000,000 seconds of video downloaded at random from YouTube (that have no overlap with the movies subjects saw in the magnet). Put each of these clips through the dictionaries to generate predictions of brain activity. Select the 100 clips whose predicted activity is most similar to the observed brain activity. Average those clips together. This is the reconstruction.

Der er to fascinerende forhold ved disse her forskningsresultater:

Det ene er at de komplementerer det man har fundet ud af i forbindelse med spejlneuroner: øjnene ser en anden person udføre en målrettet handling, og den del af hjernen - premortorcortex - som overordnet styrer motorikken i ens egne handlinger, aktiveres på samme måde hvis man selv foretog den handling man ser en anden gøre.

   En metafor på det kunne være at et afspillet musikstykke når man hører det, "indskriver" noderne til musikstykket i hjernen, hvor "noderne" altså er de neuroner der aktiveres i præmotorcortex

   Her går vi så den anden vej. Vi registrerer "noderne" i hjernen og bruger dem til at afspille musikken igen.

   I spejlneuron-forskningen handler det om "encoding", mens det i de her nye eksperiemnter handler om "decoding".

 

Det andet er at man altså her kan ane de første skridt mod muligheden for også at kunne "aflæse" hvad folk fantaserer og drømmer når de gør det i billeder. Altså rent faktisk aflæse hvad de ser på den indre skærm med det indre øje når de forestiller sig noget.

   Vi har allerede tidligere set at spejlneuroner også aktiveres når man forestiller sig selv at udføre en handling - uden faktisk at gøre det. Så på et eller andet tidspunkt må det være muligt at koble disse to forsøgsrækker sammen. Og dermed få en dokumentation for at når vi ser en film eller læser en fortælling, så oplever vi den rent faktisk som om det var os selv der producerede filmen/fortællinge for vores "indre skærm" eller "indre øre".

Og endelig er der jo en klar analogi i eksperimentet til hvad der må ske når vi genkalder os oplevelser som har sat sig spor i den autobiografiske hukommelse. Oplevelserne som jo er en indprægning af sanseindtryk på et bestemt tidspunkt og på en bestemt lokalitet, rekonstrueres i en form så de derefter kan omsætte i en sproglig fortælling - men også fx males på et lærred.