Kan hjernens respons på musik hjælpe os til at forstå hukommelsen?

Hjernen og hukommelse

Leonardo Bonetti fra Aarhus Universitet og University of Oxford revolutionerer vores forståelse af, hvordan hjernen opfatter, husker og forudser musik med sin nyeste forskning, der netop er udgivet i tidsskriftet Nature Communications.

Lektor Leonardo Bonetti er en person med mange talenter. Han har ikke blot kandidatgrader i klassisk guitar og psykologi, men også en ph.d. i kognitiv neurovidenskab og er hovedforfatter på en nyudgivet forskningsartikel i det anerkendte tidsskrift Nature Communications. Studiet undersøger, hvordan hjernen genkender og forudser musiksekvenser og giver dyb indsigt i kognitive processer, der kan være med til at forme og forbedre vores forståelse af hjernens aldring og tilstande som demens.

Ultimativt er målet for min forskning at identificere tidlige tegn på hjernens aldring og udvikle et screeningredskab, der kan estimere sandsynligheden for, at en person udvikler demens i nær fremtid.
Lektor Leonardo Bonetti

Fra musiker til neurovidenskabelig pioner

Bonettis rejse ind i kognitiv neurovidenskab var alt andet end konventionel og startede med en karriere indenfor klassisk musik. “På et tidspunkt, mens jeg arbejdede som musiker, fik jeg en meget stærk følelse af, at jeg ville bevæge mig i retning af videnskaben,” siger Bonetti. Han begyndte at studere psykologi og musikpsykologi, og den voksende fascination af hjernen førte ham videre ind i neurovidenskaben med en specifik interesse for analytiske metoder og krydsfeltet mellem neurovidenskab og musik. “Jeg forstod, at der er særlige aspekter ved musik, der kan give unik information om hjernen, når de kombineres med avancerede analytiske metoder,” siger han. 

Leonardo Bonetti
Leonardo Bonetti med sin 'Locatto'  guitar. 
Foto: Alessandro Orefice Campogrande

Bonettis passion for neurovidenskab og musik kulminerede i beslutningen om at forfølge en ph.d. i neurovidenskab, hvilket faldt sammen med etableringen af Center for Music in the Brain ved Aarhus Universitet, verdens største forskningscenter, hvor musik og neurovidenskab forenes, ledet af professor Peter Vuust. “Centeret er et vigtigt trækplaster for unge danske og internationale talenter,” siger Bonetti. “Det har placeret Danmark som førende indenfor musikneurovidenskab og forener det danske samfundsprincip hvor meritter vægtes, med bidrag fra mange internationale samarbejdspartnere.” 

Afdækker komplekse mekanismer i hjernen

Det seneste milepælsstudie er resultatet af et samarbejde mellem forskere fra Center for Music in the Brain og Centre for Eudaimonia and Human Flourishing ved Oxford Universitet, hvoraf sidstnævnte er ledet af den danske professor Morten L. Kringelbach.

I studiet lærte deltagerne først et kort musikstykke og blev derefter præsenteret for forskellige musiksekvenser — nogle taget fra det oprindelige stykke og andre ændrede — mens deres hjerneaktivitet blev overvåget ved hjælp af magnetoencefalografi (MEG). MEG registrerer hjerneaktivitet ved at måle de små magnetfelter, som hjernens elektriske signaler producerer som reaktion på stimuli såsom lyd. 

Forskerne identificerede, hvilke områder af hjernen der aktiveres, når velkendte musiksekvenser afspilles og afslørede et komplekst netværk af hjerneområder, der arbejder sammen om at bearbejde og genkende lyde. Derudover opdagede de, hvordan hjernen identificerer variationer i disse sekvenser. “Hjernen laver konstante forudsigelser om den sanseinformation, den modtager. Når disse forudsigelser bekræftes eller modsættes, justerer hjernen sine forudsigelser, lærer nyt og tilpasser fremtidig planlægning,” siger Bonetti. 

Leonardo Bonetti
Leonardo Bonetti iført en akademisk kappe i Nadel Room på Linacre College, University of Oxford. Linacre College støtter aktivt og fremmer samarbejdet mellem de danske og Oxford akademiske samfund.

Fremtidsperspektiver: screeningredskab til demens og neurofysiologi på flere niveauer

Bonetti har to centrale langsigtede visioner. For det første ønsker han at undersøge, hvordan aldring og demens ændrer hjernens evne til at huske og forudsige musiksekvenser. For det andet vil han udforske den neurale aktivitet, der registreres af elektroder placeret inde i hjernerne på patienter, der gennemgår neurokirurgi. 

“Ultimativt er målet for min forskning at identificere tidlige tegn på hjernens aldring og udvikle et screeningredskab, der kan estimere sandsynligheden for, at en person udvikler demens i nær fremtid,” siger han. “Desuden ønsker jeg at integrere min MEG-forskning med neural information fra intrakraniale elektroder. Dette er nødvendigt for at forstå de mange måder, hjernen arbejder på, både over tid og i de forskellige hjerneområder, hvilket gør den til kroppens mest komplekse organ.”

I 2022 blev Bonetti hædret som modtager af 鶹s Talentpris for sin ambitiøse forskning indenfor neurovidenskab og musik. Han fremhæver prisen som væsentlig for at skabe opmærksomhed om sit arbejde og for at muliggøre realiseringen af sine langsigtede visioner. “Prisen anerkendte min årelange, systematiske forskning, og motiverede mig endnu mere til at forfine mine langsigtede forskningsmål,” siger han. 

Link til Nature-artikel

Forskningsartiklen fra Nature Communications er gratis tilgængelig her: