Diverse Experimente aus vergangener Zeit belegen, dass auditive Signale großen Einfluss auf die Psyche eines Menschen haben. Töne und Musik können stressen, psychisch belasten aber auch entspannen, Glückshormone hervorrufen und Emotionen wie Freude, Angst,... usw. erzeugen.

Im Grunde ist Musik eine Abfolge von unterschiedlichen Tönen, die in ihrer Kombination aus alternierenden Klängen verschiedene Muster ergeben. Ähnliche Muster, meist durch die selben Kombinationen von Instrumenten erzeugt, fasst man in Musikrichtungen zusammen. Die Musikrichtungen untereinander haben unterschiedliche Ton-Frequenzen und Rhythmen. Diese stimulieren jeden Menschen individuell auf unterschiedliche Arten. Was dem Einen sehr gefällt, dass könnte einen Anderen nur stressen.

Zu Begin des Experimentes habe ich mir einige Fragen gestellt, auf die mir das Experimentes aufschlussreiche Antworten geben sollte.

• Wie unterschiedlich reagieren Menschen wirklich auf verschiedene Musikrichtungen?

• Gibt es grundsätzlich Musikrichtungen & Tone, die immer selbe Muster von Hirnströmen bei allen Menschen hervorrufen?

• Ist Musikgeschmack nur Einbildung oder tatsächlich im Gehirn ablesbar?

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©Denys Jörg Christian Matthies

Ein Proband wird ohne Nebengeräusche mit verschiedener Musik beschallt. Dabei hat der Proband seine Augen geschlossen damit er sich voll und ganz auf die Musik konzentrieren kann. Simultan dazu werden seine Hirnströme gemessen und mittels verschiedenen Visualisierungen ausgewertet.

Es gibt verschiedene Musikstücke, die den Probanden in verschiedene Zustände (Stress, Angst, Fröhlichkeit, Entspannung) versetzen sollen.

Für die Lange Nacht der Wissenschaften 2011, an der Freien Universität Berlin, wurden EEG-Daten LIVE auf einer zweidimensionalen Leinwand präsentiert. Dafür habe ich vier verschiedene Visualisierungen vorbereitet:

• Farbige Bubbles (Die Größe und Farbigkeit geben Aufschluss über die an der Elektrode anliegenden größten Welle)
• Particle Storm (Partikel-Ausstoß und Richtung wird von der Stärke der Wellen und von der Verortung beeinflusst)
• Light/Triangle Match (Die drei Lichter zeigen auf die Region mit der entsprechend höchsten Aktivität der jeweiligen Welle)
• Tetris (Unbewusstes Lenken des Bausteines durch Entspannung, Stress)

Als Grundlage der grafischen Umsetzung diente der MRT-Querschnitt meines Schädels. Um den direkten Einfluss der Musik auch optisch deutlich zumachen, laufen die Schallwellen der Musik links und rechts durch die Ohren in den Schädel hinein.

Das zweite Live-Experiement fand unter einer 360 Grad Kuppel statt, die mit 5 Beamern bespielt wurde.

Die Idee war es, eine Illusion zu erzeugen: Im Gehirn zu sitzen und von dort aus dem Spektakel beizuwohnen.

Es gab 7 Visualisierungen mit jeweils dazu passenden Musikstücken vorbereitet. Der Proband durfte seine Augen geöffnet haben, um so zusätzlich manipuliert zu werden.
Die Visualisierungen wurden mittels der aktuellen Hirnwellen vom Probanden live beeinflusst. Die Musik-Visualisierungen sind also alle auch vom Probanden direkt steuerbar.

Experiment Ambiguitäten 

Aufgrund von technischen Gegebenheiten waren die Ergebnisse nicht immer eindeutig. Denn es gab ab und zu störende Artefakt auf C3, zurückführend auf eine vorherige Bewegungen der rechten Körperteile, was erst gegen Ende des Experimentes entdeckt wurde.

Eine Interpretation der Daten anhand der verschiedenen Visualisierungen war dadurch nicht immer möglich, da das Artefakt die Berechnungen der gesamten Sensorwerte zu signifikant beeinflusste. Dennoch kann man insgesamt erkennen, dass laute und vom Probanden nicht gemochte Musik durch Dritte visuell und objektiv erkennbar ist.

Wie unterschiedlich die Musikstücke auf den Menschen wirken und ob es tatsächlich immer wiederkehrende Muster im Gehirn zu bestimmten Musiktiteln gibt, kann eine empirische Untersuchung mit Hilfe dieses Experimentes zeigen, die ich bisher noch nicht durchführen konnte.

Besonders gut konnte man in der Schema-Darstellung des Gehirns ablesen wie sehr den Probanden die verschiedenen Musiktitel gestresst oder entspannt haben. Stellenweise konnte man bei extrem meditativer Musik auch meditative Zustände ablesen.

Eine gute Zusammenfassung bietet das nachfolgende Video.

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©Denys Jörg Christian Matthies

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MindArt ist ein „computer-animierter“ Kurz-Film, den ich für eine neurowissenschaftliche Konferenz, die Bernstein Conference 2011, kreiert habe. Der Film zeigt eine künstlerische Herangehensweise zum Thema Visualisierungen von Hirnströmen. Alle Sketches benutzen reale EEG Daten, die zum Experiment MusicMind im SS2011 aufgezeichnet wurden.

Bedanken möchte ich mich bei:

• Willy Sengewald (Dozent an der FHP) für den spannenden Kurs Messing with our Minds

• Matti Gärtner (Wissenschaftlicher Mitarbeiter beim Cluster Languages of Emotion) für die Unterstützung bei der Hirnstrommessung

• Jan-Niklas Antons (Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Forschungsinstitut der T-Labs & TU Berlin) für die Einräumung der Fertigungszeit zum Video und Lizenzierung der Hintergrundmusik