Dansende hjernebølger – din hjerne ændrer sig når du lytter til musik

Hver bip-lyd, tone og ny lyd, du hører, rejser fra øret og videre ind i hjernen. Men hvad sker der egentlig i hjernen, når du lytter til lyde og musik? Et nyt studie fra Aarhus Universitet og University of Oxford, offentliggjort i Advanced Science, viser, at når hjernen lytter sker der en større ændring af hjernebølger og netværk i hjernen. Lyd omformer simpelthen, hjernens netværk.

Det er postdoc Mattia Rosso og lektor Leonardo Bonetti fra Center for Music in the Brain på Aarhus Universitet, som i samarbejde med University of Oxford, står bag studiet. De har udviklet en helt ny metode til at måle aktivitet i hjernens netværk. Metoden hedder FREQ-NESS, eller” Frequency-resolved Network Estimation via Source Separation”, og er baseret på avancerede algoritmer.

Og når det bipper og båtter og hjernen reagerer, kan forskerne med FREQ-NESS metoden til at adskille overlappende hjerne­netværk baseret på deres dominerende frekvenser. Når et netværk er identificeret ved sin unikke frekvens, kan forskerne derefter spore, hvordan det breder sig på tværs af hjernen.

”Vi er vant til at tænke på hjernebølger som faste stationer – alfa, beta, gamma – og på hjerneanatomi som et sæt af adskilte områder,” siger Dr. Rosso. ”Men det, vi ser med FREQ-NESS, er langt mere komplekst. Det har længe været kendt, at hjerneaktivitet er organiseret via forskellige frekvenser, som er afstemt både internt og i forhold til omgivelserne. Med udgangspunkt i dette princip har vi designet en metode, der finder, hvordan hver frekvens udtrykker sig på tværs af hjernen.”

Baner vejen for mere præcis kortlægning af hjernen

Udviklingen af FREQ-NESS markerer et stort fremskridt i forskningen i hjernens storskala-dynamik. I modsætning til traditionelle metoder, der arbejder med på forhånd definerede frekvensbånd eller specifikke områder, giver denne datadrevne tilgang mulighed for at kortlægge hele hjernens indre organisering med høj spektral og rumlig præcision. Det åbner nye muligheder for både basal neurovidenskab, hjerne-computer-snitflader og klinisk diagnostik.

Studiet er en del af et voksende forskningsområde, som undersøger, hvordan hjernens rytmiske struktur former alt fra musikforståelse til generel opfattelse, opmærksomhed og ændrede bevidsthedstilstande.

”Hjernen reagerer ikke bare – den omkonfigurerer sig selv lynhurtigt. Og nu kan vi se det,” siger Leonardo Bonetti, ”Og det kan ændre den måde, vi forsker i, hvordan hjernen reagerer på musik og andre ting, som fx bevidsthed, tankevandring og verden omkring os.”

Forskerne arbejder nu, med støtte fra et internationalt netværk af hjerneforskere, videre på et større forskningsprogram med udgangspunkt i FREQ-NESS metoden. Ambitionen er at metoden på sigt kan bane vejen for en bedre individuel kortlægning af hjernen.

Bag om forskningsresultatet
 

• Metode:  Grundforskning
• Samarbejdspartnere: Studiet er udført i samarbejde mellem Aarhus Universitet (Center for Music in the Brain og Institut for Klinisk Medicin) og University of Oxford (Department of Psychiatry).
• Ekstern finansiering: Studiet er støttet af Danmarks Grundforskningsfond, Lundbeckfonden og Carlsbergfondet.
• Eventuelle habilitetsproblemer: Intet at erklære.
• Afvigelser fra princippet om, at forskningsresultater skal være baseret på peer-reviewede artikler: ngen afvigelser. Artiklen er fagfællebedømt, og information om denne proces er frit tilgængelig i publikationen.
• Direkte link til den videnskabelige artikel: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202413195

Kontakt:

Dr. Mattia Rosso, Center for Music in the Brain, Institut for Klinisk Medicin, Aarhus Universitet
Mail: mattia.rosso@clin.au.dk
Lektor Leonardo Bonetti, Center for Music in the Brain, Aarhus Universitet
Mail: leonardo.bonetti@clin.au.dk