SEOUL / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Forscher haben unter Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzwerkmodells eine bedeutende Entdeckung gemacht, die darauf hindeutet, dass der Musikinstinkt möglicherweise eine natürliche Entstehung im menschlichen Gehirn hat.
Forschungen, die kürzlich von einem Team um Professor Hawoong Jung vom Department of Physics der KAIST durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass bestimmte Neuronen in einem künstlichen neuronalen Netzwerk selektiv auf Musik reagieren, ähnlich dem Verhalten des auditorischen Cortex in echten Gehirnen. Diese spontane Entstehung von musikselektiven Neuronen deutet darauf hin, dass unsere Fähigkeit, Musik zu verarbeiten, möglicherweise eine angeborene kognitive Funktion ist, die sich als evolutionäre Anpassung entwickelt hat, um Klänge aus der Natur besser verarbeiten zu können.
Die Studie verwendete ein künstliches neuronales Netzwerk, um zu demonstrieren, dass musikselektive Neuronen spontan entstehen können, ohne dass ihnen Musik explizit beigebracht wurde. Diese Neuronen zeigten ein ähnliches Verhalten wie jene im menschlichen auditorischen Cortex, indem sie selektiv auf verschiedene Musikformen über unterschiedliche Genres hinweg reagierten. Die Forschung impliziert, dass die musikalische Fähigkeit möglicherweise eine instinktive Gehirnfunktion ist, die sich entwickelt hat, um die Verarbeitung natürlicher Klänge zu verbessern.
Musik, oft als universelle Sprache bezeichnet, ist ein gemeinsames Element in allen Kulturen. Könnte der “Musikinstinkt” also etwas sein, das trotz der umfangreichen Umweltunterschiede zwischen Kulturen in gewissem Maße geteilt wird? Das Forschungsteam von KAIST nutzte AudioSet, eine umfangreiche Sammlung von Sounddaten von Google, und lehrte das neuronale Netzwerk, die verschiedenen Klänge zu lernen. Interessanterweise entdeckten sie, dass bestimmte Neuronen innerhalb des Netzwerkmodells selektiv auf Musik reagierten.
Mit anderen Worten, sie beobachteten die spontane Entstehung von Neuronen, die minimal auf verschiedene andere Geräusche wie die von Tieren, der Natur oder Maschinen reagierten, aber ein hohes Maß an Reaktion auf verschiedene Musikformen zeigten, einschließlich Instrumentalmusik und Gesang. Die Neuronen im künstlichen neuronalen Netzwerkmodell zeigten ähnliche Reaktionsverhalten wie jene im auditorischen Cortex eines echten Gehirns. Dies deutet darauf hin, dass die spontan entstandenen musikselektiven Neuronen die zeitliche Struktur der Musik kodieren. Diese Eigenschaft war nicht auf ein spezifisches Musikgenre beschränkt, sondern trat in 25 verschiedenen Genres auf, einschließlich Klassik, Pop, Rock, Jazz und Elektronik.
Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Unterdrückung der Aktivität der musikselektiven Neuronen die kognitive Genauigkeit für andere natürliche Klänge erheblich beeinträchtigte. Das heißt, die neuronale Funktion, die musikalische Informationen verarbeitet, hilft auch bei der Verarbeitung anderer Klänge, und die “musikalische Fähigkeit” könnte ein Instinkt sein, der sich als Ergebnis einer evolutionären Anpassung entwickelt hat, um Klänge aus der Natur besser verarbeiten zu können.
Professor Hawoong Jung, der die Forschung leitete, sagte: “Die Ergebnisse unserer Studie deuten darauf hin, dass evolutionärer Druck dazu beigetragen hat, die universelle Basis für die Verarbeitung musikalischer Informationen in verschiedenen Kulturen zu formen.” Er äußerte sich auch zu den Grenzen der Forschung und fügte hinzu: “Diese Forschung berücksichtigt jedoch nicht den Entwicklungsprozess, der auf das Erlernen von Musik folgt, und es muss beachtet werden, dass dies eine Studie über die Grundlage der Verarbeitung musikalischer Informationen in der frühen Entwicklung ist.”
Diese Forschung, durchgeführt von Erstautor Dr. Gwangsu Kim von der KAIST-Abteilung für Physik (derzeitige Zugehörigkeit: MIT-Abteilung für Gehirn- und Kognitionswissenschaften) und Dr. Dong-Kyum Kim (derzeitige Zugehörigkeit: IBS), wurde in Nature Communications unter dem Titel “Spontane Entstehung von rudimentären Musikdetektoren in tiefen neuronalen Netzwerken” veröffentlicht. Die Forschung wurde von der Nationalen Forschungsstiftung Koreas unterstützt.
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