Tampere Chamber Music saa vieraakseen Jyväskylän yliopiston tutkijan ja akatemiaprofessorin Petri Toiviaisen

Akatemiaprofessori tutkii musiikkia, aivoja ja liikettä

12.4.2017

Kun muusikko kuuntelee musiikkia, hänen aivoissaan aktivoituvat eri osa-alueet kuin ei-muusikolla. Tämä siksi, että muusikoilla on muita tiiviimpi kytkentä motorisen aivokuoren ja kuuloaivokuoren välillä.

Tämä tulos saatiin, kun Jyväskylän yliopiston Musiikin kognition dynamiikka –projektissa seurattiin 18 muusikon ja 18 ei-muusikon musiikin kuuntelua ja sen vaikutusta heidän aivoihinsa. Menetelmänä käytettiin funktionaalista magneettiresonanssitutkimusta.

”Musiikki on monin aistein havaittava eli multimodaalinen ilmiö, ja se liittyy vahvasti kehollisuuteen. Uusin tutkimuksemme painottuukin vahvasti kehon liikkeisiin”, kertoo akatemiaprofessori Petri Toiviainen.

”Tutkimme, mitkä aivojen motoriset alueet osallistuvat musiikin prosessointiin, ja selvitämme auditiivisen ja kehollisen reaktion suhdetta. Käytämme niin sanottua naturalistisen paradigman menetelmää eli luomme koetilanteesta mahdollisimman luonnollisen, käytämme oikeita musiikillisia kappaleita ja analysoimme niiden musiikilliset piirteet etukäteen.”

Omat analyysimenetelmät merkittävä tulos

Projektin merkittävimpiä tuloksia ovat analyysimenetelmät, jotka monitieteinen tutkimusryhmä on kehittänyt itse. Tietokoneanalyysi musiikin analysointiin on vapaasti ladattavissa netissä ja sillä on jo tuhansia käyttäjiä. Aivodatan ja liikedatan analyysiin on kehitetty omia menetelmiä. Lisäksi käytetään supertietokonelaskentaa. Liikekaappauslaboratorion laitteet on ostettu valmiina ja käytössä ovat myös Agora Centerin aivotutkimuskeskuksen laitteistot.

Tutkimuksessa on selvitetty myös konnektiivisuutta ja sitä, kuinka musiikin kuuntelu aktivoi limbisiä aivoalueita. Samat mielihyväalueet aktivoituvat muun muassa huumeiden vaikutuksesta.

”Muusikoilla osa näistä mielihyväalueista on voimakkaammin kytkeytynyt motorisiin alueisiin ja ne simuloivat musiikin tuottamista. Se vahvistaa musiikin tuottamaa mielihyvää”, Toiviainen kertoo.

”Kaikki tutkitut muusikot ovat instrumentalisteja ja he jäsentävät musiikkia toimintojen kautta. Myös soitin vaikuttaa. Esimerkiksi viulistien ja pianistien välisissä vertailuissa on huomattu, että pianisteilla on harjoitustapojen vaikutuksesta symmetrisemmät aivovasteet kuin viulisteilla.”

Tutkimuksissa ei ole pysyvää seurantaryhmää vaan koehenkilöt rekrytoidaan jokaiseen osatutkimukseen erikseen. Tavoitteena on koota aineistoa, josta pystytään selvittämään ihmisten taustojen välisiä eroja, kuten musiikillista koulutusta ja persoonallisuutta. Aivotutkimusdatan keräämisessä tehdään yhteistyötä Århusin yliopiston kanssa ja data analysoidaan Jyväskylässä.

Jyväskylän yliopiston monipuolinen laitteisto on akatemiaprofessori Toiviaisen tutkimusryhmän käytössä.

Rahoituksella mahdollisuus myös kansainvälisyyteen

Tutkimus on Toiviaisen mukaan hidasta ja kallista tehdä. Laitteet ovat hintavia ja paikalle tarvitaan useita tutkijoita. Toiviaisen opetus- ja hallintotyöstä irtautumisen ja tutkimukseen keskittymisen mahdollistava akatemiaprofessuuri ajoittuu vuosille 2014-2018. Projektissa työskentelee hänen lisäkseen kuusi henkilöä, joista viisi on jo väitellyt.

Toistaiseksi projektissa on keskitytty länsimaiseen musiikkiin ja ihmisiin, mutta tutkimusyhteistyö on laajenemassa Kiinaan, Dalian teknilliseen yliopistoon.

”Aivotutkimusta on nyt tarkoitus laajentaa monikulttuuriseksi. Valitsemme koehenkilöiksi sekä eurooppalaisia että kiinalaisia kuulijoita ja molemmat kuuntelevat sekä oman että toistensa kulttuurin musiikkia. Näin pystymme paremmin ymmärtämään, mitkä alueet aktivoituvat musiikin aivoprosessoinnissa ja saamme lisää tietoa monikulttuurisuudesta”, Toiviainen suunnittelee.

Myös tutkimusryhmä on varsin kansainvälinen, tutkijoita on kuudesta eri maasta. Tutkijat ovat tulleet Jyväskylään  musiikin laitoksen kansainvälisiin maisteriohjelmiin ja jatkaneet tohtoriopintoihin ja tutkimustyöhön.

Toiviainen on kuitenkin huolestunut tulevaisuuden tohtorikoulutettavista ja kansainvälisestä yhteistyöstä, sillä molemmat musiikin maisteriohjelmat on lakkautettu ja ne toimivat siirtymäkaudella vuoden 2018 loppuun asti. Samalla musiikin laitos yhdistettiin musiikin, taiteen ja kulttuurintutkimuksen laitokseen.

”Tutkimuksemme on kansainvälistä huippua ja hyvin tunnettua. Siksi Jyväskylään on saapunut kansainvälisiä tutkijoita, ensin maisteriohjelmaan ja monet heistä myös väittelevät”, Toiviainen mainitsee.

Sovellusmahdollisuuksia musiikki- ja liiketerapiassa

Viime aikoina tutkimus on painottunut liiketutkimukseen, eli kuinka aivojen synkronisaatio musiikkiin tapahtuu ja miten liike heijastaa musiikin kuulijan persoonallisuutta.

”Useimmat ihmiset liikkuvat musiikin mukana. Musiikissa on monitasoinen, hierarkkinen rytminen rakenne ja kuunnellessa me jäsennämme sitä kehon liikkeellä”, Toiviainen selvittää.

”Aivojen motoriset alueet osallistuvat musiikin pulssin jäsentämiseen. Se ei siis ole vain kuuloaivokuoren asia. Monissa kulttuureissa musiikki ja tanssi kuuluvat tiiviisti yhteen eikä toista ole ilman toista.”

”Meillä on liikekaappauslaboratorio, jossa tutkimme, miten musiikki ja liike synkronisoituvat. Näistä tuloksista voi olla apua muun muassa vanhuksille musiikkiterapiassa, samoin Parkinsonin tautia sairastavat voivat saada apua liiketerapian tutkimustuloksista”, Toiviainen kertoo.

Projektin jäljellä oleva aika on suunniteltu käytettäväksi ryhmädynamiikan tutkimukseen.

”Musiikki on sosiaalinen asia, tärkeitä tutkimuskohteita ovat persoonallisuustyypit, empatia ja liike. Olemme testanneet yli sata tanssivaa ihmistä pienissä ryhmissä. Tarkkailemme moniulotteista kehollista liikettä ja vuorovaikutuksen, empatian ja synkronian syntyä. Nyt analysoimme tuloksia ja kehitämme algoritmejä,” Toiviainen kertoo.

 

Teksti ja kuvat: Marja Keränen