Publicerat 7.11.2024
Text: Jussi Jaatinen
Bild: Shutterstock
Redigering: Viestintätoimisto Jokiranta Oy

 

Att toner upplevs som välljudande eller missljudande beskrivs med termerna konsonans och dissonans. Konsonans innebär en tonkombination som upplevs som behaglig, medan dissonans ofta upplevs som paradoxalt eller obehagligt. Upplevelsen av behaglighet är nära förknippad med fenomenet sträckt stämning, som har undersökts inom både psykoakustiken och neurovetenskapen.

Oktavintervallet betraktas traditionellt som ett musikaliskt konsonant intervall. I det är frekvensförhållandet 2:1 – med andra ord vibrerar den högre tonen dubbelt så snabbt som den lägre. Uppfattningen bygger på liksvävande temperatur. Forskning har dock visat att den mänskliga hjärnan anser att en något uttänjd oktav är mer välljudande än ett exakt 2:1-frekvensförhållande. Detta fenomen kallas sträckta oktaver (Octave Stretching Phenomenon).

Fenomenet påverkar stämningen på hela tonskalan. Utan denna sträckta stämning skulle instrument som pianon låta ostämda. Därför stäms till exempel konsertpianon systematiskt med sträckt stämning. Fenomenet begränsar sig inte enbart till oktaver utan påverkar också den harmoniska strukturen i musiken. Det är ständigt närvarande till exempel vid stämningen av orkesterinstrument och påverkar om musiken upplevs som konsonant eller dissonant.

Sträckt stämning innebär i praktiken att toner som är högre än normaltonen är högre stämda än vid liksvävande temperatur och att toner som är lägre på motsvarande sätt är lägre stämda. På bilden nedan är normaltonen, dvs. A4 (442 Hz) markerad med rött. De svarta bollarna beskriver sträckt stämning i en stor Steinway-flygel och den streckade linjen visar den genomsnittliga stämningen i upprätta pianon. Den svarta sammanhängande linjen beskriver en sträckt stämning för orkesterinstrument som beräknats utifrån vår tidigare forskning med 95 procents konfidensintervall. X-axeln beskriver liksvävande temperatur och Y-axeln beskriver stämningens avvikelse från liksvävande temperatur i cent (100 cent per halvtonsteg).

 

 

Hjärnan reagerar lätt på dessa skillnader i stämningen och processar även små förändringar mellan tonerna. Denna hjärnrespons kan studeras bland annat med hjälp av elektroencefalogram (EEG) och funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI). Med hjälp av dessa undersökningsmetoder är det möjligt att kartlägga i vilka områden i hjärnan upplevelsen av välljudande, konsonant musik och det välbehag den ger uppstår. I vår forskning kombinerar vi EEG- och fMRI-material, vilket gör att vi kan lokalisera exakt var och när olika hjärnområden och nätverk aktiveras när lyssnaren hör välljudande musik.

 

Hjärnans respons på musik är komplicerad

Vår tidigare forskning visar att en sträckt oktav kan upptäckas med hjälp av elektroencefalogram (EEG), dvs. skillnader i hur konsonanta och dissonanta intervaller behandlas. Det som är intressant är att denna skillnad i behandlingen av konsonanta och dissonanta intervaller inte sker i ett steg, utan kräver två slags processer i hjärnan.

Hjärnan gör först en grov distinktion mellan välljudande och missljudande intervaller vid cirka 200 millisekunder. Därefter, vid cirka 500 millisekunder, behandlar den mer ingående de skillnader mellan intervallerna som ligger närmast den subjektivt upplevda konsonansen. Detta kräver arbetsminne och aktivt processande, vilket visar på komplexiteten i hjärnans respons på musik. Bilderna nedan visar en multivariat mönsteranalys där man kan se två separata toppar, varav den förra beskriver en grov och den senare en subtil distinktion mellan tonnivåer i hjärnan.

 

Varför är vissa typer av musik universellt tilltalande?

Av vår tidigare forskning framgår i vilka tidsfönster den grövre och den mer subtila klassificeringen sker. Med hjälp av EEG var det dock inte möjligt att ta reda på exakt vilka delar av hjärnan som aktiverades i dessa processer. I den studie som nu inletts söker vi svar på den ovannämnda öppna frågan genom att kombinera resultaten från två identiska försöksupplägg.

För insamling av tidsmässig information använder vi EEG-mätningar och för anatomisk lokalisering av hjärnaktivitet använder vi fMRI. Data från mätningarna kombineras med hjälp av representativ likhetsanalys (Representational Similarity Analysis). Dessutom är det viktigt att man med hjälp av fMRI kan se om välljudande vs missljudande (dissonans vs konsonans) musikaliska intervaller orsakar olika responser i hjärnans njutningscentra.

Sträckt stämning och dess inverkan på hur musik uppfattas är ett intressant tvärvetenskapligt ämne, eftersom den vetenskapliga forskningen kring fenomenet kombinerar neurofysiologi, musikalisk estetik och psykoakustiska experiment. Detta hjälper oss att bättre förstå varför vissa musikaliska fenomen är universellt tilltalande och hur hjärnan processar dem.

Studien är viktig också för musiker och musiklyssnare eftersom det här fenomenet ständigt påverkar hur musik spelas och uppfattas. Både åhörarna och de som framför musiken upplever att sträckt stämning är mer tilltalande, och hjärnan svarar på detta genom att framkalla en upplevelse av välbehag.

 

 

 

FD, MuM Jussi Jaatinen arbetar både som forskare och som musiker. Han har sedan 1992 varit oboist i Helsingfors stadsorkester och uppträtt i över 30 länder. År 2014 inledde Jaatinen postgraduala studier vid Helsingfors universitet och disputerade i november 2023 för filosofie doktorsgrad med sin tvärvetenskapliga avhandling Stretched tuning: Psychoacoustic, musical, and neurophysiological analyses of the octave enlargement phenomenon. I augusti 2024 började han som postdoc-forskare vid Helsingfors universitets medicinska fakultet med finansiering från Sakari Alhopuros stiftelse.

 

 

 

 

 

Länkar:

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

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