Julkaistu 7.11.2024
Teksti: Jussi Jaatinen
Kuva: Shutterstock
Toimitustyö: Viestintätoimisto Jokiranta Oy

 

Kokemusta sävelten yhteensopivuudesta tai epämiellyttävyydestä kuvataan termeillä konsonanssi ja dissonanssi. Konsonanssi tarkoittaa miellyttäväksi koettua sävelyhdistelmää, dissonanssi puolestaan koetaan usein ristiriitaiseksi tai epämiellyttäväksi. Miellyttävyyskokemukseen liittyy läheisesti virityksen laajentumisilmiö, jota on tutkittu niin psykoakustisesti kuin neurotieteellisestikin.

Oktaavi-intervallia pidetään perinteisesti musiikillisesti konsonoivana intervallina. Siinä taajuussuhde on 2:1 – toisin sanoen korkeampi ääni värähtelee kaksi kertaa nopeammin kuin alempi. Käsitys perustuu tasaviritykseen. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että ihmisaivot pitävät hieman laajentunutta oktaavia miellyttävämpänä kuin tarkkaa 2:1-taajuussuhdetta. Tätä kutsutaan oktaavin laajentumisilmiöksi (Octave Stretching Phenomenon).

Oktaavin laajentumisilmiö vaikuttaa koko sävelasteikon viritykseen. Ilman tätä virityksen laajentumista soittimet, kuten pianot, kuulostaisivat epävireisiltä. Tämän vuoksi esimerkiksi konserttipianot viritetään systemaattisesti laajentuneen virityksen mukaisesti. Laajentuminen ei rajoitu pelkästään oktaaviin vaan ulottuu myös musiikin harmonisiin rakenteisiin. Se on jatkuvasti läsnä esimerkiksi orkesterisoittimien virityksessä ja vaikuttaa siihen, miten musiikki koetaan konsonoivana tai dissonoivana.

Virityksen laajentuminen tarkoittaa käytännössä sitä, että virityskeskiön yläpuolella olevat äänet ovat viritykseltään korkeampia kuin tasavirityksessä ja vastaavasti alapuoliset äänet ovat viritykseltään matalampia. Alla olevassa kuvassa virityskeskiö eli A4 (442 Hz) on merkitty punaisella. Mustat pallot kuvaavat ison Steinway-flyygelin laajentunutta viritystä ja katkoviiva pystypianojen keskimääräistä viritystä. Musta yhtenäinen viiva kuvaa aiemman tutkimuksemme perusteella laskettua laajentunutta viritystä orkesterisoittimille 95 prosentin luottamusvälillä. X-akseli kuvaa tasaviritystä ja Y-akseli virityksen poikkeamaa tasavirityksestä sentteinä (100 senttiä vastaa puolisävelaskelta).

 

 

Aivot reagoivat herkästi näihin virityseroihin ja prosessoivat pieniäkin muutoksia sävelten välillä. Tätä aivojen reagointia voidaan tutkia muun muassa aivosähkökäyrän (EEG) ja toiminnallisen magneettikuvantamisen (fMRI) avulla. Näillä tutkimusmenetelmillä on mahdollista kartoittaa, missä aivojen alueilla hyvävireisen konsonoivan musiikin havaitseminen ja sen tuottama mielihyvä syntyvät. Tutkimuksessamme yhdistämme EEG- ja fMRI-aineistot, jolloin saamme sekä ajallisesti että sijainnillisesti tarkkaa informaatiota niistä aivoalueista ja verkostoista, jotka aktivoituvat hyvävireisen musiikin havainnoinnissa.

 

Aivojen reagointi musiikkiin monimutkaista

Aiempi tutkimuksemme osoittaa, että oktaavin laajeneminen voidaan havaita aivosähkökäyrässä (EEG) eli konsonoivien ja dissonoivien intervallien käsittelyssä voidaan löytää eroja. Mielenkiintoista on, että tämä ero konsonoivien ja dissonoivien intervallien käsittelyssä ei tapahdu yhdessä vaiheessa, vaan se vaatii aivoilta kahdenlaisia prosesseja.

Aivot erottelevat ensin karkeasti miellyttävät ja epämiellyttävät intervallit noin 200 millisekunnin kohdalla. Tämän jälkeen, noin 500 millisekunnin kohdalla, ne käsittelevät tarkemmin niitä intervallien välisiä eroja, jotka ovat lähimpänä subjektiivisesti koettua konsonoivuutta eli hyvävireisyyttä. Tämä vaatii työmuistia ja aktiivista prosessointia, mikä osoittaa, kuinka monimutkaisesti aivot reagoivat musiikkiin. Alla olevissa kuvissa ajallisessa dekoodausanalyysissä voidaan nähdä kaksi erillistä huippua, joista aiempi kuvaa säveltasojen karkeaa ja myöhempi hienovaraista erottelua aivoissa.

 

Miksi tietynlainen musiikki miellyttää universaalisti?

Aiemmasta tutkimuksestamme käy ilmi, missä aikaikkunoissa karkeampi ja hienovaraisempi luokittelu tapahtuu. EEG:n avulla ei kuitenkaan ollut mahdollista selvittää, mitkä aivoalueet tarkalleen ottaen aktivoituivat näissä prosesseissa. Nyt käynnistyneessä tutkimuksessamme etsimme vastausta edellä mainittuun avoimeksi jääneeseen kysymykseen yhdistämällä tulokset kahdesta identtisestä koeasetelmasta.

Ajalliseen informaation keräämiseen käytämme EEG-mittauksia ja aivotoiminnan anatomiseen paikannukseen fMRI:tä. Mittausten datat yhdistetään käyttäen samankaltaisuusanalyysiä (Representational Similarity Analysis). Lisäksi olisi tärkeää nähdä fMRI:llä, aiheuttavatko epävireiset vs. hyvävireiset (dissonanssi vs. konsonanssi) musiikilliset intervallit erilaisia vasteita aivojen mielihyväkeskuksissa.

Virityksen laajentuminen ja sen vaikutus musiikin havaitsemiseen on monitieteisenä aiheena kiinnostava, koska ilmiön tieteellinen tutkimus yhdistää neurofysiologian, musiikillisen estetiikan ja psykoakustiset kokeet. Se auttaa meitä ymmärtämään paremmin, miksi tietyt musiikilliset ilmiöt ovat universaalisti miellyttäviä ja kuinka aivot prosessoivat niitä.

Tämä tutkimus on tärkeä myös muusikoille ja musiikin kuuntelijoille, koska virityksen laajentumisilmiö vaikuttaa jatkuvasti siihen, miten musiikkia soitetaan ja havaitaan. Sekä kuulijat että esittäjät kokevat miellyttävämmäksi laajentuneen virityksen mukaisesti soivan musiikin, ja aivot vastaavat tähän tuottamalla mielihyvän kokemuksen.

 

 

 

FT, MuM Jussi Jaatinen työskentelee sekä tutkijana että muusikkona. Hän on työskennellyt vuodesta 1992 Helsingin kaupunginorkesterissa oboistina ja esiintynyt yli 30 maassa. Vuonna 2014 Jaatinen aloitti jatko-opinnot Helsingin yliopistossa ja väitteli marraskuussa 2023 filosofian tohtoriksi monitieteisellä väitöstutkimuksellaan Stretched tuning: Psychoacoustic, musical, and neurophysiological analyses of the octave enlargement phenomenon. Elokuussa 2024 hän aloitti työskentelyn postdoc-tutkijana Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa Sakari Alhopuron säätiön rahoituksella.

 

 

 

Linkkejä:

Researchgate: https://www.researchgate.net/profile/Jussi-Jaatinen-3

Orcid: https://orcid.org/0000-0003-4976-3474