Kognitiv musikvetenskap

Kognitiv musikvetenskap är en gren av kognitionsvetenskap som sysslar med beräkningsmodellering av musikalisk kunskap med målet att förstå både musik och kognition.

Kognitiv musikvetenskap kan särskiljas från andra grenar av musikpsykologi genom dess metodologiska betoning, genom att använda datormodellering för att studera musikrelaterad kunskapsrepresentation med rötter i artificiell intelligens och kognitiv vetenskap . Användningen av datormodeller ger ett krävande, interaktivt medium för att formulera och testa teorier.

Detta tvärvetenskapliga fält undersöker ämnen som parallellerna mellan språk och musik i hjärnan. Biologiskt inspirerade beräkningsmodeller ingår ofta i forskning, såsom neurala nätverk och evolutionära program. Detta fält försöker modellera hur musikalisk kunskap representeras, lagras, uppfattas, framförs och genereras. Genom att använda en välstrukturerad datormiljö kan dessa kognitiva fenomens systematiska strukturer undersökas.

Även när du njuter av de enklaste melodierna finns det flera hjärnprocesser som synkroniserar för att förstå vad som händer. Efter att stimulansen kommer in och genomgår örats processer, går den in i hörselbarken, en del av tinningloben, som börjar bearbeta ljudet genom att bedöma dess tonhöjd och volym. Härifrån skiljer sig hjärnans funktion i analysen av olika aspekter av musik. Till exempel bearbetas och regleras rytmen av den vänstra frontala cortex, den vänstra parietal cortex och den högra lillhjärnan som standard. Tonalitet, uppbyggnaden av musikalisk struktur kring ett centralt ackord, bedöms av den prefrontala cortex och lillhjärnan (Abram, 2015). Musik har tillgång till många olika hjärnfunktioner som spelar en integrerad roll i andra högre hjärnfunktioner som motorisk kontroll, minne, språk, läsning och känslor. Forskning har visat att musik kan användas som en alternativ metod för att komma åt dessa funktioner som kan vara otillgängliga genom icke-musikalisk stimulans på grund av en störning. Musikvetenskapen utforskar användningen av musik och hur den kan tillhandahålla alternativa överföringsvägar för informationsbehandling i hjärnan även för sjukdomar som Parkinsons och dyslexi .

Framstående forskare

Polymaten Christopher Longuet-Higgins , som myntade termen "kognitiv vetenskap", är en av pionjärerna inom kognitiv musikvetenskap. Han är bland annat känd för den beräkningsmässiga implementeringen av en tidig nyckelsökningsalgoritm. Nyckelfynd är en väsentlig del av tonal musik, och problemet med att hitta nyckel har rönt stor uppmärksamhet inom musikens psykologi under de senaste decennierna. Carol Krumhansl och Mark Schmuckler föreslog en empiriskt grundad nyckelsökningsalgoritm som bär deras namn. Deras tillvägagångssätt är baserat på nyckelprofiler som noggrant bestämdes av vad som har kommit att kallas probe-tone-tekniken. Denna algoritm har framgångsrikt kunnat modellera uppfattningen av musikalisk nyckel i korta utdrag av musik, såväl som att spåra lyssnarnas förändrade känsla för nyckelrörelser genom ett helt musikstycke. David Temperley, vars tidiga arbete inom kognitiv musikvetenskap tillämpade dynamisk programmering på aspekter av musikkognition, har föreslagit ett antal förbättringar av Krumhansl-Schmuckler Key-Finding Algorithm.

Otto Laske var en förkämpe för kognitiv musikvetenskap. En samling artiklar som han samredigerade tjänade till att öka synligheten för kognitiv musikvetenskap och för att stärka dess koppling till AI och musik. Förordet till den här boken återger en frihjulsintervju med Marvin Minsky , en av AI:s grundare, där han diskuterar några av sina tidiga skrifter om musik och sinne. AI-forskaren som blev kognitionsforskaren Douglas Hofstadter har också bidragit med ett antal idéer som rör musik ur ett AI-perspektiv. Musikern Steve Larson, som arbetade en tid i Hofstadters labb, formulerade en teori om "musikaliska krafter" som härleds i analogi med fysiska krafter. Hofstadter vägde också in på David Copes experiment med musikalisk intelligens, som tar formen av ett datorprogram som heter EMI som producerar musik i form av till exempel Bach eller Chopin eller Cope.

Copes program är skrivna i Lisp , som visar sig vara ett populärt språk för forskning inom kognitiv musikvetenskap. Desain och Honing har utnyttjat Lisp i sina ansträngningar att utnyttja potentialen hos mikrovärldsmetodik inom kognitiv musikvetenskaplig forskning. Heinrich Taube arbetar också i Lisp och har utforskat datorkomposition från en mängd olika perspektiv. Det finns naturligtvis forskare som valt att använda andra språk än Lisp för sin forskning om beräkningsmodellering av musikaliska processer. Robert Rowe, till exempel, utforskar "maskinmusikerskap" genom C++-programmering. En ganska annorlunda beräkningsmetodik för att undersöka musikaliska fenomen är den verktygslåda som David Huron förespråkar. På en högre abstraktionsnivå har Gerraint Wiggins undersökt allmänna egenskaper hos musikkunskapsrepresentationer såsom strukturell generalitet och uttrycksfull fullständighet.

Även om en stor del av kognitiv musikvetenskaplig forskning har symbolisk beräkning, har anmärkningsvärda bidrag gjorts från de biologiskt inspirerade beräkningsparadigmen. Till exempel Jamshed Bharucha och Peter Todd modellerat musikuppfattning i tonal musik med neurala nätverk. Al Biles har tillämpat genetiska algoritmer på kompositionen av jazzsolon. Många forskare har utforskat algoritmisk sammansättning grundad i ett brett spektrum av matematiska formalismer.

Inom kognitiv psykologi är bland de mest framstående forskarna Diana Deutsch , som har engagerat sig i en mängd olika arbeten, allt från studier av absolut tonhöjd och musikaliska illusioner till formuleringen av musikaliska kunskapsrepresentationer till relationer mellan musik och språk. Lika viktig är Aniruddh D. Patel , vars arbete kombinerar traditionella metoder inom kognitiv psykologi med neurovetenskap . Patel är också författare till en omfattande undersökning av kognitionsvetenskaplig forskning om musik.

AI-metoden för musikuppfattning och kognition baserad på att hitta strukturer i data utan att känna till strukturerna - på samma sätt som att segregera objekt i abstrakt målning utan att tilldela meningsfulla etiketter till dem - var en pionjär av Andranik Tangian . Tanken är att hitta de minst komplexa datarepresentationerna i betydelsen Kolmogorov , dvs. kräver minsta minneslagring, vilket kan anses spara hjärnans energi. Illustrationen att perception är datarepresentation snarare än "fysisk" igenkänning är effekten av polyfona röster som produceras av en högtalare - en enda fysisk kropp, och effekten av en enda ton som produceras av flera fysiska kroppar - orgelregisterpipor stämda som ett ackord och aktiveras med en enda nyckel. Denna datarepresentationsmetod gör det möjligt att känna igen intervallrelationer i ackord och spåra polyfoniska röster utan hänvisning till tonhöjd (vilket förklarar dominansen av intervallhörning framför absolut hörsel) och att bryta den onda cirkeln mellan rytm och tempo medan rytmigenkänning sker i variabelt tempo.

Det kanske viktigaste bidraget till att se musik ur ett språkligt perspektiv är Generative Theory of Tonal Music (GTTM) som föreslagits av Fred Lerdahl och Ray Jackendoff . Även om GTTM presenteras på den algoritmiska abstraktionsnivån snarare än på implementeringsnivån, har deras idéer hittat beräkningsmässiga manifestationer i ett antal beräkningsprojekt, i synnerhet för att strukturera musikalisk prestation och för att justera meningsfull prestationstid.

För det tyskspråkiga området har Laskes uppfattning om kognitiv musikvetenskap förts fram av Uwe Seifert i sin bok Systematische Musiktheorie und Kognitionswissenschaft. Zur Grundlegung der kognitiven Musikwissenschaft ("Systematisk musikteori och kognitiv vetenskap. Grunden för kognitiv musikvetenskap") och efterföljande publikationer.

Musik- och språkkunskaper

Både musik och tal är beroende av ljudbehandling och kräver tolkning av flera ljudegenskaper som klangfärg, tonhöjd, varaktighet och deras interaktioner (Elzbieta, 2015). En fMRI-studie visade att Brocas och Wernickes områden, två områden som är kända för att aktiveras under tal- och språkbehandling, befanns aktiverade medan försökspersonen lyssnade på oväntade musikaliska ackord (Elzbieta, 2015). Denna relation mellan språk och musik kan förklara varför man har funnit att exponering för musik har producerat en acceleration i utvecklingen av beteenden relaterade till tillägnandet av språk. Suzuki musikutbildningen som är mycket känd, betonar att lära sig musik på gehör framför att läsa noter och inleds helst med formella lektioner mellan 3 och 5 år. Ett grundläggande resonemang till förmån för denna utbildning pekar på en parallellitet mellan naturligt talförvärv och rent auditivt baserad musikträning i motsats till musikalisk träning på grund av visuella signaler. Det finns bevis för att barn som går i musiklektioner har fått färdigheter för att hjälpa dem med språkinlärning och språkinlärning (Oechslin, 2015), en förmåga som är starkt beroende av den dorsala vägen. Andra studier visar en övergripande förbättring av verbal intelligens hos barn som tar musikklasser. Eftersom båda aktiviteterna utnyttjar flera integrerade hjärnfunktioner och har delade hjärnbanor är det förståeligt varför styrka i musikinlärning också kan korrelera med styrka i språkinlärning.

Musik och prenatal utveckling

Omfattande prenatal exponering för en melodi har visat sig inducera neurala representationer som varar i flera månader. I en studie gjord av Partanen 2013 lyssnade mödrar i inlärningsgruppen på melodin "Twinkle twinkle little star" 5 gånger i veckan under sin sista trimester. Efter födseln och igen vid 4 månaders ålder spelade de spädbarnen i kontroll- och inlärningsgruppen en modifierad melodi där några av tonerna ändrades. Både vid födseln och vid 4 månaders ålder hade spädbarn i inlärningsgruppen starkare händelserelaterade potentialer till de oförändrade tonerna än kontrollgruppen . Eftersom att lyssna på musik i ung ålder redan kan kartlägga neurala representationer som är varaktiga, kan exponering för musik bidra till att stärka hjärnans plasticitet i delar av hjärnan som är involverade i språk- och talbearbetning.

Musikterapieffekt på kognitiva störningar

Om nervbanor kan stimuleras med underhållning är chansen större att den blir mer lättillgänglig. Detta illustrerar varför musik är så kraftfull och kan användas i en sådan mängd olika terapier. Musik som är njutbar för en person ger ett intressant svar som vi alla är medvetna om. Att lyssna på musik uppfattas inte som en syssla eftersom det är njutbart, men vår hjärna lär sig fortfarande och använder samma hjärnfunktioner som när den pratar eller tillägnar sig språk. Musik har förmågan att vara en mycket produktiv form av terapi, mest för att den är stimulerande, underhållande och verkar givande. Med hjälp av fMRI fann Menon och Levitin för första gången att lyssnande på musik kraftigt modulerar aktivitet i ett nätverk av mesolimbiska strukturer involverade i belöningsbearbetning. Detta inkluderade nucleus accumbens och det ventrala tegmentala området (VTA), såväl som hypotalamus och insula, som alla tros vara involverade i att reglera autonoma och fysiologiska svar på givande och känslomässiga stimuli (Gold, 2013).

Tonhöjdsuppfattning var positivt korrelerad med fonemisk medvetenhet och läsförmåga hos barn (Flaugnacco, 2014). Likaså korrelerade förmågan att tappa till ett rytmiskt slag med prestation på läs- och uppmärksamhetstester (Flaugnacco, 2014). Dessa är bara en bråkdel av de studier som har kopplat läsförmåga med rytmisk perception, vilket visas i en metaanalys av 25 tvärsnittsstudier som fann ett signifikant samband mellan musikträning och läsförmåga (Butzlaff, 2000). Eftersom sambandet är så omfattande är det naturligt att forskare har försökt se om musik skulle kunna fungera som en alternativ väg för att stärka läsförmågan hos personer med utvecklingsstörningar som dyslexi. Dyslexi är en störning som kännetecknas av långvariga svårigheter med läsförvärv, särskilt textavkodning. Läsresultat har visat sig vara långsamma och felaktiga, trots tillräcklig intelligens och instruktion. Svårigheterna har visat sig bero på ett fonologiskt kärnunderskott som påverkar läsförståelse, minne och förutsägelseförmågor (Flaugnacco, 2014). Det visades att musikträning modifierade läsning och fonologiska förmågor även när dessa färdigheter är allvarligt försämrade. Genom att förbättra temporal bearbetning och rytmförmågor, genom träning, förbättrades fonologisk medvetenhet och läsförmåga hos barn med dyslexi. OPERA-hypotesen som föreslagits av Patel (2011) säger att eftersom musik ställer högre krav på processen än tal ger den adaptiv hjärnplasticitet för samma neurala nätverk som är involverat i språkbehandling.

Parkinsons sjukdom är en komplex neurologisk störning som negativt påverkar både motoriska och icke-motoriska funktioner orsakade av degenerering av dopaminerga (DA) neuroner i substantia nigra (Ashoori, 2015). Detta leder i sin tur till en DA-brist i de basala ganglierna. Brister på dopamin i dessa delar av hjärnan har visat sig orsaka symtom som skakningar i vila, stelhet, akinesi och postural instabilitet. De är också förknippade med försämringar av intern timing hos en individ (Ashoori, 2015). Rytm är en kraftfull sensorisk signal som har visat sig hjälpa till att reglera motorisk timing och koordination när det finns ett bristfälligt internt timingsystem i hjärnan. Vissa studier har visat att musikaliskt inspirerad gångträning avsevärt förbättrar flera underskott av Parkinsons, inklusive i gång, motorisk timing och perceptuell timing. Ashooris studie bestod av 15 icke-dementa patienter med idiopatisk Parkinsons som inte hade någon tidigare musikalisk utbildning och som bibehöll sin dopaminbehandling under försöken. Det var tre 30-minuters träningspass per vecka under 1 månad där deltagarna gick i takt med tysk folkmusik utan uttryckliga instruktioner för att synkronisera sina fotsteg till takten. Jämfört med gångprestanda före träning, visade Parkinsonspatienter signifikant förbättring av gånghastighet och steglängd under träningspassen. Gångförbättringen var ihållande i 1 månad efter träning, vilket tyder på en bestående terapeutisk effekt. Även om detta var oavsiktligt visar det hur dessa Parkinsonspatienters gång var automatiskt synkroniserad med musikens rytm. Den bestående terapeutiska effekten visar också att detta kan ha påverkat individens interna timing på ett sätt som inte kunde nås på annat sätt.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cognitive_musicology&oldid=1099214388 "