El cerebro de músicos y oyentes en una improvisación musical

Dibujo140226 pianist intra-brain neural networks - composed music vs improvisation - arxiv

La música jazz se caracteriza por la improvisación musical. La improvisación requiere crear e interpretar de forma simultánea música que no ha sido escrita antes y que surge de forma espontánea en el encéfalo del músico. Gracias a los electroencefalogramas (EEG) se ha podido medir la diferencia entre la actividad neuronal de un músico durante una improvisación y mientras interpreta una partitura. La causalidad entre la actividad en las regiones frontal, parietal y temporal del cerebro del músico muestran grandes diferencias en ambos casos. Además, al comparar los EEG de músicos y oyentes, también se observan grandes diferencias a la actividad neuronal. Un resultado interesante y curioso que se publica en el artículo técnico de Xiaogeng Wan, Bjorn Cruts, Henrik Jeldtoft Jensen, “The causal inference of cortical neural networks during music improvisations,” arXiv:1402.5956 [q-bio.NC].

Dibujo140226 listener intra-brain neural networks - composed music vs improvisation - arxiv

Para medir la relación causal entre las diferentes regiones del cerebro donde se han colocado los electrodos, los autores han usado la técnica de minimización de la información mutua con maximización simultánea de la entropía para redes de inferencia bayesianas, más conocida por sus siglas en inglés MIME (Mutual Information Minimization and Entropy Maximization). La técnica MIME permite obtener un grafo con las relaciones de causalidad entre las señales de los diferentes electrodos colocados en la cabeza de una persona.

Dibujo140226 musicians - listeners - composed music vs improvisation - arxiv

Los experimentos se ejecutaron en la Escuela Guildhall de Música e Interpretación. En el primer experimento, el músico profesional David Dolan tocó dos veces una obra de Schubert (Impromptu en Sol bemol mayor, Op. 90 No. 3) ante un oyente, una de forma mecánica y otra interpretando, e improvisó dos obras, una similar a un estudio y otra más creativa. Tanto el músico como el oyente fueron conectados una máquina EEG con 8 electrodos (P4, T8, C4, F4, F3, C3, T7 y P3). En el segundo experimento, la música fue interpretada por el Trío Anima (violín, flauta y arpa) ante dos oyentes, utilizando 10 electrodos (los ocho anteriores y además O1 y O2). Interpretaron obras breves de Ibert, Telemann, Ravel y dos improvisaciones, tanto de forma mecánica (strict mode) como interpretando (let-go mode).

Dibujo140226 musicians - listeners - strict mode - let-go mode - arxiv

Para el análisis de los EEG se utiliza una técnica que asocia las medidas de cada electrodo a sendas neuronas artificiales. Mediante la técnica MIME se mide el flujo de información entre dichas neuronas artificiales. Tanto en el músico como en el oyente se observa que la información neuronal fluye por una región más amplia del cerebro en la improvisación musical que en la interpretación de una partitura. En general, durante la interpretación se concentra más en la parte posterior del cerebro y en la improvisación alcanza también la parte anterior.

Los resultados indican que no sólo se puede diferenciar entre la interpretación de una partitura y la improvisación, sino que también se puede diferenciar entre una interpretación mecánica (strict mode) e interpretativa (let-go) de la partitura. En este último caso, para el trío, se observan diferencias entre la arpista y sus dos colegas (flautista y violinista), que los autores del estudio interpretan como que el arpa es el instrumento director del trío.

Las figuras de arriba muestran un resumen de los flujos de información más importantes entre las diferentes neuronas artificiales (o electrodos en el EEG) en los dos experimentos. Los interesados en un análisis detallado pueden consultar el artículo técnico. Por cierto, la parte que ilustra las limitaciones de la técnica MIME será de especial interés para quienes deseen usarla en sus propios estudios (un gorro con 12 electrodos cuesta unos 250 euros). Los autores afirman que los resultados dependen de los parámetros utilizados, pero que su elección adecuada permite obtener conclusiones confiables y repetibles. No seré yo quien lo ponga en duda, pero habrá que esperar a futuros estudios confirmen o desmientan sus conclusiones.

En resumen, un curioso estudio (aunque con una estadística muy limitada) que será de interés tanto para aficionados a la música como a la neurociencia.

3 Comentarios

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PierFaustoPierFausto

Vaya, estos estudios sí que son emocionantes. Me pregunto cómo funcionará el cerebro cuando se habla de forma espontánea y cuando se lee o se sigue algunas pautas al hablar. Vaya, crep que necesito aprender estadística y conseguir uno de esos Mime =p Gracias por la info. Andaré indagando B-)

JuanRJuanR

Estupenda cuestión la tuya, PierFausto, que resume y al mismo tiempo generaliza el resultado del artículo.
¿Cómo funciona el encéfalo cuando realiza un patrón motor en comparación a cuando tiene que improvisar movimientos ante situaciones no esperadas ni conocidas?. ¿Cómo funciona cuando copiamos un dibujo y cuando creamos un dibujo libremente?. ¿Cómo funciona cuando escribimos algo que tenemos pensado y conocido en comparación a cuando improvisamos un escrito por pura inspiración?.
Pues en todos los casos se contraponen funciones que están determinadas por un patrón (previamente aprendido) en las que la participación de estructuras encefálicas está ya fijada, a las funciones que no tienen patrón previo y requieren la coordinación y participación de las mismas y otras estructuras.
La música es una herramienta de trabajo muy útil en estos casos, por eso a veces se reduce el campo a que “el cerebro del músico es diferente” . También lo es el del oyente (como bien demuestra el trabajo citado arriba) y también lo era el de Picasso cuando intentaba imitar a Velázquez y luego creo cosas que no estaban en un patrón pictórico. Quizás lo mismo que le pasó a García Márquez cuando después de leer a los clásicos (el patrón) crea una forma de narrativa diferente. Y así podemos seguir, incluso en atletismo cuando Dick Fosbury crea un nuevo estilo de saltar altura, ahora es un patrón para todos, pero qué sucedió en su encéfalo cuando “inventó” otro patrón motor?
La cuestión es, ¿una vez que se estabiliza la nueva improvisación, y se automatiza, se reducen las estructuras empleadas a las originales que siguen un patrón?
Interesante el artículo sobe todo en la parte de los oyentes más que en la de los intérpretes. Ya que el oyente no debería saber cuándo van a improvisar y o interpretar libremente y por tanto su encéfalo a las primeras notas busca patrones, por medio de la activación coordinada de estructuras.
Salud

Ignacio Agulló

No tengo idea de neurología; apenas conozco el modelo de Sperry, y eso sólo porque el señor Malvino lo describió en el libro de electrónica que estudié.
Ésta es la “improvisación” de alguien que no tiene idea. Quien sí entienda de neurología puede divertirse un rato leyendo lo que probablemente serán desvaríos.
Como relación más especial, salta a la vista P4-T8.
En la interpretación musical fluye en una dirección (manda el hemisferio izquierdo). En la improvisación, fluye en la dirección opuesta (manda el hemisferio derecho).
Pero es más interesante aún en el caso del oyente. En la música compuesta, el flujo P4-T8 fluye en ambas direcciones, bien porque el oyente ya conoce la música o porque conociendo su estructura es capaz de anticiparla. La música, lenguaje sin palabras, de alguna manera es comprendido, y sus desarrollos son anticipados. El oyente tiene un papel activo, y creativo, en la música; el cerebro del oyente “completa” la música. En la música improvisada, fluye en la misma dirección “no-creativa” que en la interpretación musical.
La improvisación significa creatividad en el lado del autor pero ninguna en el lado del oyente, por no poder predecir los desarrollos de la música.

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