La ricetta segreta della musica: la lista degli ingredienti e come vengono interpretati a livello cerebrale

Narayan Sankaran, Matthew K. Leonard, Frederic Theunissen and Edward F. Chang hanno individuato in pitch, passaggio da una nota alla successiva e previsione della melodia i tre ingredienti base della produzione musicale, che vengono codificati a livello cerebrale. I ricercatori hanno condotto degli esperimenti su otto pazienti per provare a svelare i segreti nascosti tra le connessioni neuronali.

Prendi una situazione, versala su un foglio bianco, aggiungi le sensazioni che hai provato e mescola il tutto. Assaporando manca qualcosa per valorizzarla al meglio…ah sì, un pizzico di note ed ecco la resa perfetta. Ecco che arrivano quel formicolio allo stomaco e la pelle d’oca che ci fanno sentire forti emozioni. Ma com’è possibile? Che succede a livello della nostra mente quando sentiamo la musica? I ricercatori Narayan Sankaran, Matthew K. Leonard, Frederic Theunissen e Edward F. Chang sono stati incuriositi dalla questione ed hanno condotto uno studio i cui risultati sono disponibili su Science Advances.

Non serve essere esperti per conoscere la musica

Ma partiamo dagli ingredienti alla base della produzione musicale. Una melodia è composta da una sequenza di note, ognuna diversa dall’altra per la sua frequenza. Questa caratteristica è definita col termine specifico di pitch, quindi ogni melodia è riassumibile in una sequenza di pitch. Terminologia tecnica a parte, non serve essere musicisti per avere una conoscenza delle strutture alla base delle melodie, anche se in maniera inconsapevole. Durante le nostre giornate, infatti, siamo sottoposti a una serie di melodie: basti pensare per esempio a quando, mentre siamo al volante, ci facciamo accompagnare dal sottofondo della radio oppure a una giornata di shopping con la musica che permea gli ambienti dei centri commerciali. Determinati schemi e sequenze risultano familiari alle nostre orecchie e alla nostra mente. Siamo abituati a sentire successioni di note, al loro accostamento che percepiamo come piacevole e se qualcosa non torna, notiamo tutti la dissonanza. Non sappiamo dare una spiegazione tecnica magari, ma è chiaro e cristallino se ci sia qualcosa che non vada.

I tre ingredienti alla base della musica attivano diverse regioni cerebrali

Pitch, passaggio da un pitch al seguente e aspettative degli ascoltatori relative a una sequenza musicale, sono i tre fattori esaminati dai ricercatori. Più nel dettaglio lo studio è stato condotto su otto pazienti, nessuno di loro musicista, già sottoposti a trattamenti per l’epilessia intrattabile. A ciascuna persona sono state impiantate griglie di elettrodi a livello della corteccia cerebrale ed è stata osservata la risposta delle varie regioni in seguito alla riproduzione di tracce musicali, secondo lo stile occidentale, con strumenti e generi diversi: classico, jazz e folk. I ricercatori hanno osservato come la regione che veniva attivata per la percezione del pitch fosse differente da quella che rispondeva al passaggio da una nota a quella successiva e ancor diversa era la regione attivata per la previsione e aspettativa sulla struttura della melodia, dimostrando quindi la presenza di zone dedicate in maniera specifica all’analisi dei tre aspetti. Indipendentemente dalla specificità di ruolo di queste regioni però, gli studiosi hanno notato come a livello meramente spaziale, le regioni dedicate a queste dimensioni della musica siano localizzate in zone altamente sovrapposte lungo l’asse posteriore-anteriore della circonvoluzione temporale superiore, mostrando quindi la presenza di una regione precisa dedicata alla percezione della musica.

Anche le parole sono composte da suoni, come le interpreta il cervello?

Il team di ricerca ha voluto fare un ulteriore passo nell’analisi delle nostre reazioni ai suoni, riflettendo anche sull’interpretazione a livello cerebrale del registro parlato. Per ottenere questi dati i pazienti sono stati sottoposti a registrazioni di frasi e si è visto come le regioni dedicate al pitch e al cambiamento di nota rispondevano anche con queste nuove tracce audio, mentre le restanti deputate alle aspettative musicali rimanevano silenti. Per approfondire la questione quindi i ricercatori hanno creato un terzo tipo di stimolo, acusticamente identico al parlato, ma con un’organizzazione dei pitch come nelle melodie.

Il risultato è un “discorso melodico” ottenuto alterando l’altezza di ogni sillaba, in modo tale che la frase si avvicinasse il più possibile alla scala musicale caratterizzante la musica occidentale. Altri 11 ascoltatori sono stati sottoposti alle nuove tracce e hanno tutti dichiarato di percepire una melodia. Lo stesso stimolo è stato poi sottoposto a due pazienti coinvolti negli esperimenti con gli elettrodi ed è risultata un’attivazione a livello della corteccia cerebrale molto simile alla risposta alle registrazioni audio unicamente musicali. Anche in questo caso, analizzando le caratteristiche proprie del “discorso melodico” e delle risposte neuronali è stato possibile osservare come l’aspetto principale di queste reazioni fosse la caratteristica relativa alla codifica dell’aspettativa melodica.

Si può quindi osservare come a livello cerebrale ci sia un’area organizzata deputata alla percezione generale dei suoni, all’interno della quale si trova una regione specifica relativa alle aspettative sulle sequenze musicali, istruita col tempo dall’ascolto personale.

Riferimenti:

Narayan Sankaran, Matthew K. Leonard, Frederic Theunissen and Edward F. Chang “Encoding of melody in the human auditory cortex”, Proceedings of Science Advances, 16 February 2024 doi: 10.1126/sciadv.adk0010

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