1.5 Musiikin ja puheen suhde

1.5 Musiikin ja puheen suhde Teppo Särkämö & Mari Tervaniemi s neither the enjoyment nor the capacity A of producing musical notes are faculties of the least use to man... they must be ranked among the most mysterious with which he is endowed. Charles Darwin, 1871, The Descent of Man Musiikki, kieli ja evoluutio Kyky kommunikoida kielen ja musiikin avulla on poikkeuksellinen, sillä se ilmenee jokaisessa tunnetussa ihmiskulttuurissa, mutta ei eläimillä. Eläimet tosin kykenevät kommunikoimaan tavoilla, jotka muistuttavat laulua (esimerkiksi lintujen ja valaiden laulu) tai soittamista (esimerkiksi apinoiden rummutus), mutta tämä kommunikointi on tyypillisesti sukupuoli- ja hormonisidonnaista. Lisäksi, toisin kuin ihmisillä, kommunikointi on hyvin rajoittunutta oppimismekanismiensa ja käyttötarkoituksensa suhteen. Evolutiivisesti tämä viittaa siihen, että ihmisen aivoissa ja ruumiissa on viimeisen kuuden miljoonan vuoden aikana tapahtunut muutoksia, jotka ovat mahdollistaneet kielen ja musiikin kehittymisen. Mutta onko noiden muutosten taustalla suora luonnonvalinnallinen paine kielen ja musiikin omaksumiselle, vai ovatko kieli ja musiikki seurausta ihmisen yleisestä kognitiivisesta, sosiaalisesta ja kulttuurillisesta kehityksestä? Ihmisen ääntöväylän (vocal tract) puheen tuottoon erikoistunutta rakennetta, vauvojen luontaista taipumusta jokeltaa ja oppia kielellisiä äänteitä, puheen oppimisen yleismaailmallisuutta, kriittisten kausien olemassaoloa, puhutun kielen ja viittomakielen yhtäläisyyksiä sekä puheen kehitykseen liittyvän geenin (FOXP2) löytymistä pidetään yleisesti vahvana osoituksena siitä, että puheen kehityksen taustalla olisi luonnonvalinta. Vastaavia tieteellisiä todisteita musiikin luonnonvalinnasta ei toistaiseksi ole olemassa. Siksi kysymys musiikin adaptiivisesta funktiosta, merkityksestä lajin selviytymiselle, onkin herättänyt keskustelua aina Darwinin ajoista lähtien. Yhden näkemyksen mukaan musiikilla ei ole omaa adaptiivista funktiota, vaan se on kehittynyt pääasiassa muita toimintoja, kuten kuuloaistia tai puhetta, palvelevien adaptiivisten funktioiden varaan. Pinker on esittänyt kärjistäen, että musiikki on kuin kuuloaistin juustokakku, hedonistisen nautinnon väline, jota ilman ihminen selviäisi vallan mainiosti. Patelin mukaan musiikkia ei tulisi edes ajatella evolutiivisena adaptaationa vaan pikemminkin ihmisen ainutlaatuisena keksintönä, kuten tulenteko, äännekirjoitus tai internet, joka on muuttanut maailmaamme pysyvästi ja jota ilman olisi lähes mahdotonta elää [1]. Vastakkaisen näkemyksen mukaan musiikilla on ihmisen evoluutiossa ollut tärkeä adaptiivinen merkitys erityisesti pariutumisessa, yksilön henkisessä ja sosiaalisessa kehityksessä sekä sosiaalisten suhteiden muodostamisessa, niin ryhmän kuin äidin ja lapsen kesken [2, 3]. Näiden näkemysten lisäksi monet evoluutioteoreetikot Darwinista lähtien ovat esittäneet, että puhe ja musiikki ovat saattaneet kehittyä yhteisestä kantamuodosta, primitiivisestä laulumaisesta kommunikaatiojärjestelmästä. Mithenin mukaan tällainen esikieli (proto- 43

1 Puhe ja ääni language) ei koostunut erillisistä merkitysyksiköistä (holistisuus), vaikutti tunnetiloihin ja sitä kautta käyttäytymiseen (manipuloivuus), pohjautui sekä ääneen että kehon liikkeisiin (multimodaalisuus), oli sekä melodista että rytmistä (musikaalisuus) ja perustui matkimiseen (miimisyys) [3]. Mithen käyttääkin tästä varhaisesta kommunikaatiomuodosta kuvaavaa nimitystä Hmmmmm ja esittää, että se alkoi kehittyä nykykieleksi vasta Homo Sapiensin ilmaantumisen myötä noin 200 000 vuotta sitten. Ajatus puheen ja musiikin varhaisesta yhteydestä selittää osaltaan, miksi niillä on useita yhteisiä rakenteellisia piirteitä. Toisaalta se myös antaa viitteitä siitä, miksi puheen ja musiikin välille on ajan saatossa voinut kehittyä tärkeitä eroja, erityisesti viestin merkityksen ilmaisemisessa [2]. Seuraavissa kappaleissa tarkastellaan lähemmin puheen ja musiikin rakenteellisia piirteitä, kuten äänenkorkeutta ja sointiväriä, rytmiä, melodiaa, syntaksia sekä merkitystä. Samalla esitellään, mitkä neuraaliset mekanismit vastaavat kustakin rakenteellisesta piirteestä. Puheen ja musiikin rakenne Äänenkorkeus ja sointiväri Syntyessään lapsi on avoin havaitsemaan kaikkea puhetta ja musiikkia, mutta oppii jo ensimmäisen elinvuotensa aikana tunnistamaan erityisesti omalle äidinkielelleen ja musiikkikulttuurilleen tyypillisiä äänteitä ja ääniä, eli alkaa niin sanotusti kuulemaan aksentilla. Sekä puhe että musiikki koostuvat äänistä, joiden havaittu taajuus eli äänenkorkeus sekä sointiväri vaihtelevat ajassa, mutta näillä akustisilla piirteillä on erilainen merkitys puheen ja musiikin havaitsemisessa. Musiikilliset äänet jakautuvat korkeutensa mukaan intervalleihin, musiikkikulttuurin kautta opittuihin mentaalisiin kategorioihin, jotka ohjaavat musiikin havaitsemista. Myös puheäänessä äänenkorkeutta vaihdellaan, erityisesti ilmaistaessa emootioita tai lausetyyppejä (esimerkiksi kysymyslauseiden lopuksi useissa kielissä), mutta sanojen semanttisen merkityksen erottelussa äänenkorkeutta käytetään ainoastaan tonaalisissa kielissä, kuten kiinan kielessä ja thaikielessä. Toisin kuin musiikissa, äänenkorkeudet eivät tonaalisissa kielissä ole kuitenkaan stabiileja vaan vaihtelevat puhujan äänialan mukaan. Äänen sointiväri, ominaisuus, joka erottaa sen muista korkeudeltaan, kestoltaan ja voimakkuudeltaan samanlaisista äänistä, on musiikissa esteettisesti tärkeä piirre, jonka avulla voidaan esimerkiksi erottaa saksofonin ja trumpetin äänet toisistaan. Myös yksittäisen instrumentin tuottamat äänet eroavat sointivärinsä suhteen, mutta toisin kuin korkeuseroja ei näitä sointivärin eroja yleensä käytetä perustana sävellettäessä musiikkia yksittäiselle instrumentille. Puheessa sointiväri on puolestaan tärkein piirre, jonka avulla yksittäiset äänteet (vokaalit ja konsonantit) opitaan kategorisoimaan ja siten erottamaan ja tunnistamaan. Ihmisen puheääni kykeneekin tuottamaan sointeja, jotka vastaavat noin 800 erilaista äännettä eli foonia. Puheen ja musiikin äänimaailmat siis eroavat selvästi toisistaan. Entä ovatko myös aivomme erikoistuneet käsittelemään puhe- ja musiikkiääniä eri tavoin? Vastaus on joko kyllä tai ei riippuen siitä, millä tasolla puhe- ja musiikkiääniä tarkastellaan. Hickokin ja Poeppelin sekä Zatorren ja Gandourin esittämien mallien mukaan kuuloinformaation käsittelyn varhaisessa vaiheessa sekä puheen että musiikin spektraalisia (äänenkorkeuteen ja sointiväriin liittyviä) ja temporaalisia (aikaan liittyviä) perusominaisuuksia käsitellään kuuloaivokuorella [4, 5]. Kuuloaivokuoret kuitenkin eroavat tässä käsittelyssä siten, että vasen kuuloaivokuori osallistuu enemmän puheelle tyypillisten nopeiden mutta äänenkorkeudeltaan toisistaan enemmän eroavien äänten analysointiin, kun taas oikea kuuloaivokuori osallistuu enemmän musiikille tyypillisten hitaampien, äänenkorkeuden suhteen hienosyisempien erojen analysointiin [5]. Puheinformaatio etenee kuuloaivokuorelta sekä vasemman että oikean ohimolohkon keskiosiin, joissa informaatiota käsitellään fonologisella tasolla [4]. Tämän jälkeen sensorinen ja fonologinen tieto yhdistetään puheen artikuloinnista vastaaviin motorisiin edustuksiin vasemman päälaki- ja otsalohkon alueista koostuvalla dorsaalisella reitillä ja leksikaalisiin edustuksiin vasemman ohimolohkon keski- ja alaosista koostuvalla ventraalisella reitillä [4]. Puheen käsittely näyttää siis lateralisoituvan, eriytyvän vasemmalle aivopuoliskolle, vasta siinä vaiheessa, kun sen tuottamisesta ja merkityksen käsittelystä vastaavat mekanismit aktivoituvat, toisin sanoen kun kuulija mieltää kuulemansa äänen puheeksi. Esimerkiksi thaikielisten puheäänteiden kuuleminen aktivoikin vasenta otsalohkoa ainoastaan thaikieltä puhuvissa kuulijoissa, ei kiinantai englanninkielisissä kuulijoissa. Eräs puhetta ja musiikkia yhdistävä piirre on se, että niiden molempien havaitsemisen perustana ovat kulttuurin kautta opitut äänikategoriat, erityisesti intervallit musiikissa ja vokaalit ja konsonantit puheessa. Vaikka kyse on eri katego- 44

1.5 Musiikin ja puheen suhde rioista, saattaa niillä kuitenkin olla yhteinen oppimismekanismi [1]. Osoituksena tästä musiikillisten taitojen, erityisesti sävelkorkeuden havaitsemisen, onkin havaittu olevan yhteydessä niin fonologiseen kehitykseen lapsuudessa kuin vieraan kielen oppimiseen aikuisuudessa. Samoin muusikot ovat ei-muusikkoja parempia erottamaan sointivärin ja äänenkorkeuden vaihteluja puheessa. Tämä johtuu mahdollisesti varhaisesta, jopa aivorungon tasolla tapahtuvan havaintoprosessin tehostumisesta. Rytmi Puheen ja musiikin yhteydessä rytmillä tarkoitetaan äänten systemaattista jaottelua niiden keston, ajoituksen, painotuksen ja ryhmityksen perusteella. Musiikilliselle rytmille olennaisia piirteitä ovat jaksottaiset iskut ja niitä painottamalla syntyvät tahtilajit. Puheessa rytmillä puolestaan viitataan erityisesti painotuksella äännettyjen yksiköiden, kuten tavujen, ajalliseen vaihteluun, joka muodostaa jokaiselle kielelle ominaisen äänirakenteen. Kielen puhuminen ulkomaisella korostuksella onkin usein seurausta juuri sen rytmin puutteellisesta hallinnasta. Puheen rytmi eroaa musiikin rytmistä erityisesti siinä, että se ei perustu minkään yksikön jaksottaiseen eli periodiseen esiintymiseen, vaan on pikemminkin seurausta fonologisista ilmiöistä, kuten tavujen rakenteesta. Tavu onkin puheen biomekaaninen perusyksikkö. Musiikin rytmin periodisuus mahdollistaa kehon liikkeiden synkronisoinnin musiikkiin, mikä ilmenee erityisesti tanssissa. Musiikki ja tanssi ovatkin läheisessä yhteydessä; joissain kulttuureissa niille ei edes ole olemassa erillisiä sanoja. Musiikillisen rytmin motorisesta perustasta kertoo myös se, että rytmin havaitsemisen ja tuottamisen (esimerkiksi taputtamalla) yhteydessä aivoissa aktivoituvat erityisesti liikkeiden säätelyyn erikoistuneet alueet, kuten tyvitumakkeet, motorinen aivokuori ja pikkuaivot [6, 7]. Vaikka puherytmi ja musiikillinen rytmi eroavat periodisuuden suhteen, niissä molemmissa kuitenkin käytetään aikaa ryhmiteltäessä yksiköitä, kuten sanoja ja säveliä, lausekkeisiin ja säkeisiin. Tämän ryhmittelyprosessin yhtenäisyys mahdollistaa vuorovaikutuksen, jossa omalle äidinkielelle tyypillisen rytmin omaksuminen vaikuttaa siihen, miten myös muiden äänten rytmejä havaitaan [1]. Esimerkiksi tietyn kielen vokaalien keston on havaittu olevan yhteydessä nuottien kestoon kieltä äidinkielenään puhuvien säveltäjien teoksissa. Myös aivojen sähkömagneettisissa tutkimuksissa on löydetty eräs herätevaste (closure positive shift, CPS), joka ilmenee sekä lauseiden että melodioiden ryhmittelyn yhteydessä ja jonka lähde on mahdollisesti aivojen limbisillä alueilla, kuten pihtipoimussa ja hippokampuksessa. On olemassa siis alustavaa näyttöä, että puheen ja musiikin ajallisesta ryhmittelystä vastaavat osittain päällekkäiset aivomekanismit. Melodia Vaikka melodia on erään yleisimmän musiikinlajin, laulun, peruselementti, sen käsitteellinen määrittely on hankalaa. Patelin mukaan melodia voidaan laajassa merkityksessä ymmärtää organisoituna äänenkorkeuksien sarjana, joka välittää paljon erilaista informaatiota kuulijalle [1]. Melodian havaitseminen onkin konstruktiivinen, mielensisäinen prosessi, jossa äänten sarja muunnetaan merkityksellisten suhteiden verkoksi. Puheen melodialla tarkoitetaan intonaatiota, puheäänteiden äänenkorkeuden (erityisesti äänen perustaajuuden, F0:n) vaihtelua, joka välittää affektiivista, syntaktista ja pragmaattista tietoa. Toisin kuin puheessa, musiikissa melodiat rakentuvat tonaalisen järjestelmän mukaisesti valittujen vakiintuneiden intervallien varaan. Yhdessä rytmin kanssa intervallijärjestelmä saa aikaan myös sen, että musiikin melodiassa yksittäisten sävelten väliset rakenteelliset suhteet ovat erittäin rikkaita. Tästä johtuen musiikin melodiat ovat esteettisiä objekteja, kun taas puheen intonaatio palvelee ainoastaan puheen ymmärtämistä. Musiikin melodiat voivatkin jäädä soimaan päähän useiksi päiviksi, kun taas puhemelodiat harvemmin herättävät meissä puhtaasti esteettisen kiinnostuksen. Puheen ja musiikin melodioiden välillä on myös löydettävissä mielenkiintoisia yhteyksiä. On esimerkiksi havaittu, että puheen äänenkorkeuden vaihtelu tietyn kielen sisällä on yhteydessä äänenkorkeuden vaihteluun kieltä äidinkielenään puhuvien säveltäjien teoksissa. Kuten edellisessä kappaleessa mainittiin, on vastaava ilmiö havaittavissa myös puheen ja musiikin rytmissä. Näiden ilmiöiden taustalla saattaa olla yhteinen tilastollisen oppimisen mekanismi, jossa puheen prosodisten kuvioiden implisiittinen, tiedostamatta tapahtuva oppiminen vaikuttaa rytmisten ja tonaalisten kuvioiden luomiseen musiikissa [1]. Kehitystutkimus on osoittanut, että jopa pienet vauvat kykenevät puheen foneettisten kuvioiden sekä ei-kielellisten äänenkorkeuskuvioiden tilastolliseen oppimiseen. Myös melodisen muodon eli äänenkorkeuden nousujen ja laskujen erottaminen on yksi vauvojen ensim- 45

1 Puhe ja ääni mäisenä kehittyvistä musiikillisista taidoista, ja se vaikuttaa perustuvan puheen intonaation havaitsemiseen. Vauvalle suunnattu puhe onkin tyypillisesti melodiselta muodoltaan hyvin rikasta ja ohjaa vauvaa kiinnittämän huomionsa äänenkorkeusvihjeisiin. Sekä aivovauriopotilaiden tutkimukset että terveiden henkilöiden aivokuvantamistutkimukset ovat osoittaneet, että oikealla ylemmällä ohimolohkopoimulla on keskeinen rooli melodiseen muotoon pohjautuvassa melodioiden havaitsemisessa [6]. Vastaavasti oikean ohimolohkon alueista, erityisesti ylemmästä ohimolohkopoimusta ja alemmasta otsalohkosta koostuva verkosto on keskeinen puheen intonaation käsittelyssä [1, 8]. Syntaksi Syntaksilla tarkoitetaan periaatteita, joiden perusteella erilliset rakenteelliset yksiköt yhdistetään sarjoiksi: sanat lauseiksi ja sävelet melodioiksi ja sointukuluiksi. Sekä kielellä että musiikilla on olemassa oma syntaktinen rakenteensa. Toisin kuin kielissä, joissa on tunnistettavissa useita universaaleja syntaktisia ominaisuuksia, on musiikissa kuitenkin vain muutamia kaikille maailman musiikeille yhteisiä yleisen tason syntaktisia piirteitä, kuten äänenkorkeuden organisoituminen asteikkoihin. Kenties selvin ero kielen ja musiikin syntaksien välillä ovat kielen kieliopilliset kategoriat, kuten substantiivit, verbit ja adjektiivit, sekä niiden yhdistämistavat, joille musiikissa ei ole olemassa vastineita. Syntaktiset säännöt, joilla sanoja yhdistetään toisiinsa kielessä, johtavat yleensä lauseen yksiselitteiseen tulkintaan, toisin sanoen ymmärrämme lauseen viestin useimmiten sillä tavalla kuin se on tarkoitettu. Musiikin syntaksi sen sijaan ei luo yksiselitteistä tulkintaa; tulkinnan monimerkityksisyys on itse asiassa tärkeä osa musiikin esteettistä kokemusta. Näiden erojen lisäksi kielen ja musiikin syntaksien välillä on myös yhtäläisyyksiä niiden hierarkkisessa ja loogisessa rakenteessa. Ensinnäkin sekä kielen että musiikin syntaksissa on olemassa monia organisaation tasoja. Kielessä syntaksi ohjaa miten pienimpiä merkitysyksiköitä, morfeemeita, yhdistetään sanoiksi, miten sanoja yhdistetään lausekkeiksi ja miten lausekkeita yhdistetään lauseiksi. Vastaavasti musiikissa on olemassa syntaktisia (esimerkiksi tonaalisia) periaatteita, joiden avulla sävelten osajoukoista muodostetaan asteikkoja ja sointuja. Kielen syntaksi lisäksi määrittää lauseiden rakenneosien suhteita ja tehtäviä ( kuka teki mitä kenelle ), minkä seurauksena sanojen järjestyksen muuttaminen muuttaa lauseen merkitystä. Myös musiikissa syntaksi määrittää melodian harmonisten elementtien, sointujen, suhteita, minkä seurauksena näiden elementtien järjestyksen muuttaminen muuttaa sitä, miten melodia kuullaan. Toiseksi sekä kielen että musiikin syntaksissa tehdään ero lauseen ja melodian merkityksen kannalta keskeisten elementtien sekä näitä tarkentavien koristeellisten elementtien, kuten adjektiivien tai korusointujen, välillä. Sanoilla ja soinnuilla ei myöskään ole pysyvää roolia lauseessa tai melodiassa, vaan niiden looginen funktio määräytyy aina kontekstin mukaan: tietty sana voi lauseesta riippuen toimia joko subjektina, objektina tai epäsuorana objektina, ja tietty sointu voi sävellajista riippuen toimia joko toonikana, dominanttina tai subdominanttina. Edellä esitetyt kielen ja musiikin syntaksien samankaltaisuudet herättävät kysymyksen siitä, ovatko niiden aivomekanismit toisistaan riippumattomia (modulaarisia) vai päällekkäisiä. Terveiden henkilöiden sähkömagneettiset aivotutkimukset ovat osoittaneet, että lauseissa olevat syntaktiset virheet herättävät niin sanotun ELAN-vasteen (early left anterior negativity), joka muodostuu vasemman otsalohkon alaosassa ja vasemman ohimolohkon etuosassa, sekä myöhäisemmän P600-vasteen, joka muodostuu ohimolohkossa ja taaemmilla aivoalueilla [8]. Samoin aivokuvantamistutkimuksissa lauseiden syntaktisen prosessoinnin on havaittu aktivoivan vasemman otsalohkon alaosaa (Brocan aluetta) sekä vasemman ohimolohkon etuosaa. Vastaavia paradigmoja on käytetty myös musiikin syntaksin aivomekanismien tutkimuksessa. Näissä tutkimuksissa on havaittu, että sointusarjoissa tai melodioissa esiintyvät syntaktiset virheet (esimerkiksi harmonisesti sopimattomat soinnut) saavat aikaan saman P600-vasteen kuin lauseissa olevat syntaktiset virheet (ks. kuva 1) sekä myös niin sanotun ERAN-vasteen (early right anterior negativity), joka paikantuu sekä Brocan alueelle että vastaavalle oikean alaotsalohkon alueelle [1, 9]. Samoin aivokuvantamistutkimuksissa musiikin syntaktisen käsittelyn on havaittu aktivoivan alaotsalohkoa, ohimolohkon etuosaa sekä premotorista aivokuorta molemminpuolisesti, joskin vahvemmin oikeassa aivopuoliskossa. Aivotutkimuksista saadut tulokset näyttävät siis viittaavan siihen, että samat aivoalueet voivat osallistua sekä kielen että musiikin syntaksin käsittelyyn. Patel onkin esittänyt hypoteesin, jonka mukaan kielen ja musiikin syntaksien edustuksia itse asiassa säilöttäisiin ai- 46

1.5 Musiikin ja puheen suhde voissa eri alueilla (representation networks), kun taas säilöttyjen edustuksien aktivoinnista vastaisi yhteinen, alaotsalohkolle keskittynyt verkosto (resource network) [1]. Merkitys Kenties suurin ero musiikin ja puheen välillä on tavassa, jolla ne ilmaisevat merkityksen. Kielessä merkitys viittaa toisaalta siihen, miten sanat ja lauseet heijastavat todellisuutta (semantiikka), ja toisaalta siihen, miten kuulija tekee kontekstisidonnaisia päätelmiä kuulemastaan viestistä (pragmatiikka). Onko musiikilla olemassa vastaavaa merkitystä? Vastaus tähän riippuu siitä, miten kapeasti tai laajasti merkitys ymmärretään. Jos merkityksellä tarkoitetaan puhtaasti vastaavaa viittauksellisuutta kuin kielessä ( joku teki jotain jollekin ), on selvää, ettei musiikki pysty tällaista semanttista sisältöä välittämään. Jos taas merkityksen luominen ymmärretään dynaamisempana ja yleisempänä prosessina, jossa ärsykkeen havaintoa seuraa mielleyhtymä, voidaan musiikilla ajatella olevan useita erilaisia merkityksiä, jotka ovat niin sanotusti kuulijan korvassa. Esimerkiksi tietyn musiikkikatkelman kuuleminen voi herättää kuulijassa odotuksen siitä, miten sen melodia jatkuu, käsityksen sen välittämästä tunnetilasta, tunnekokemuksen, kokemuksen liikkeestä, visuaalisia mielikuvia, mielleyhtymiä omaan elämänhistoriaan tai vaikkapa kokemuksen omasta identiteetistä tai kulttuuri-identiteetistä [1, 9]. Mielenkiintoisen esimerkin musiikin semanttisesta merkityksestä muodostavat niin sanotut johtomotiivit (leitmotif), joita käytetään oopperoissa ja elokuvamusiikissa viittaamaan johonkin tiettyyn teemaan. Eräässä viimeaikaisessa aivotutkimuksessa selvitettiin musiikin ja kielen semanttista suhdetta käyttämällä niin sanottua priming-paradigmaa, jossa koehenkilöt kuulivat lyhyitä klassisen musiikin pätkiä ja lauseita, joita seurasi visuaalisesti esitetty sana, joka joko liittyi tai ei liittynyt edellä kuultuun musiikkiin tai lauseeseen semanttisesti [9]. Musiikin kohdalla tämä semanttinen yhteys saattoi rakentua akustisten piirteiden varaan (esimerkiksi linnunlaululta kuulostava musiikki edelsi sanaa lintu ) tai olla abstraktimpi (esimerkiksi kappale, jossa säveltäjä pyrkii kuvaamaan sydänkohtauksen aikana kokemaansa pistävää kipua, edelsi sanaa neula ). Tuloksena oli, että sekä lauseisiin että musiikkiin semanttisesti liittymättömät sanat saivat aikaan suuremman semanttista prosessointia heijastavan N400-vasteen kuin niihin semanttisesti liittyvät sanat (ks. kuva 2). Lauseisiin Fz Cz Pz 2μv 300 600 900 ms Kuva 1. Elektroenkefalografialla (EEG) mitatut aivovasteet odotusten vastaisiin kielellisiin (musta viiva) ja musiikillisiin (punainen viiva) ärsykkeisiin. Kokeen aikana koehenkilöille esitettiin lauseita ja sointukadensseja, joissa kielen ja musiikin säännönmukaisuuksiin (syntaksiin) perustuvia odotuksia rikottiin. Koehenkilöiden tuli osoittaa reaktioavainta painamalla, että ovat huomanneet lauseen tai kadenssin menevän väärin. Aivovasteet näihin odotuksia rikkoviin ärsykkeisiin olivat hyvin samankaltaiset yli puolen sekunnin ajan. Tulos osoittaa, että kielen ja musiikin syntaksia käsitellään aivoissa samalla tavoin. Kuva perustuu artikkeliin Patel, 2003, Nature Neuroscience 6: 674-681. ja musiikkiin semanttisesti liittymättömien sanojen aiheuttamat N400-vasteet olivat myös voimakkuudeltaan yhtä suuria ja paikantuivat keskimmäisen ohimolohkopoimun takaosaan molemmissa aivopuoliskoissa. Johtomotiivien lisäksi musiikin ja kielen merkitys kietoutuu luonnollisesti yhteen myös lauluissa. Laulun melodinen muoto voi heijastaa sen sanojen semanttista merkitystä (esimerkiksi Swing Low, Sweet Chariot -negrospirituaalissa), ja musiikillinen konteksti vaikuttaakin voimakkaasti siihen, miten lyriikoiden tunnemerkitys tulkitaan. Puheella ja musiikilla on molemmilla myös tärkeä merkitys tunteiden välittämisessä. On esitetty, että osa musiikin emotionaalisesta ilmaisuvoimasta rakentuu samojen akustisten vihjeiden pohjalle, joiden avulla emootioita ilmaistaan 47

1 Puhe ja ääni Kieli 5 μv 5 N400 CZ semanttisesti liittyvät s 1.0 Kieli Musiikki Musiikki 5 μv 5 N400 CZ s 1.0 semanttisesti liittymättömät myös puheessa. Juslinin ja Laukan mukaan kuulija kykeneekin melko tarkasti arvioimaan mitä tunnetilaa lauseen puhuja tai musiikin esittäjä pyrkii ilmaisemaan, ainakin jos kyse on perustunteista, kuten ilosta, surusta, vihasta, pelosta tai hellyydestä [10]. Näitä perustunteita välitetään sekä puheessa että musiikissa samojen akustisten piirteiden avulla. Esimerkiksi vihaa ilmaistaan sekä puheessa että musiikissa nopealla tempolla, suurella äänenvoimakkuudella, korkealla äänen perustaajuudella sekä karkealla sointivärillä. On osoitettu, että muusikot ovat itse asiassa ei-muusikoita parempia tunnistamaan emootioita myös puheesta, erityisesti vieraskielisestä puheesta. Viimeaikaiset aivokuvantamistutkimukset ovat osoittaneet, että puheen affektiivisen prosodian käsittely aktivoi ohimolohkon kuuloalueita erityisesti oikeassa aivopuoliskossa sekä alaotsalohkon alueita molemmissa aivopuoliskoissa. Musiikin välittämien emootioiden käsittelyn on puolestaan havaittu aktivoivan laajaa limbisistä ja paralimbisistä alueista (esimerkiksi amygdala, hippokampus, pihtipoimu) sekä ohimolohkon etuosan ja otsalohkon alaosan alueista koostuvaa hermoverkkoa molemmissa aivopuoliskoissa. Nykytutkimuksen valossa on näin ollen vielä epävarmaa, vastaavatko puheen ja musiikin välittämien emootioiden käsittelystä samat aivoalueet. Onkin mahdollista, että aivojen fylogeneettisesti vanhat limbiset rakenteet, jotka liittyvät muun muassa vireystilan ja emootioiden säätelyyn sekä mielihyvän ja palkitsevuuden kokemiseen, osallistuvat enemmän musiikin kuin puheen käsittelyyn. Kun vika on kuulijan aivoissa: afasia ja amusia Kuva 2. Ylhäällä: Elektroenkefalografialla (EEG) mitatut aivovasteet sanoihin, jotka semanttisesti liittyvät (punainen viiva) tai eivät liittyneet (musta viiva) niitä edeltäneisiin lauseisiin (vasen sarake) ja musiikkinäytteisiin (oikea sarake). Sekä lauseisiin että musiikkinäytteisiin liittymättömät sanat herättivät semanttista prosessointia ilmentävän N400-vasteen. Alhaalla: Sekä lauseiden (yläkuva) että musiikin (alakuva) yhteydessä N400-vaste muodostui molempien aivopuoliskojen keskimmäisen ohimolohkopoimun takaosassa (BA 21/37). Tulos osoittaa, että sekä kielellinen että musiikillinen konteksti vaikuttaa ohimolohkossa tapahtuvaan sanojen semanttiseen prosessointiin. Kuva perustuu artikkeliin Koelsch ym., 2004, Nature Neuroscience 7: 302-307. Amusialla tarkoitetaan joko synnynnäistä tai aivovaurion aiheuttamaa häiriötä musiikin havaitsemisessa tai tuottamisessa, joka ei selity kuulovammalla tai motorisella häiriöllä. On arvioitu, että synnynnäisestä amusiasta kärsii noin 4 % väestöstä, kun taas keskimmäisen aivovaltimon suonitusalueen vaurion jälkeen amusia on melko yleinen oire, joka esiintyy 35 69 % potilaista. Aivovaurion aiheuttama amusia voi ilmetä joko erillisenä häiriönä tai yhdessä puheen havaitsemisen häiriön (reseptiivinen afasia) tai ympäristön äänien havaitsemisen häiriön kanssa. Amusia voi myös ilmetä useissa musiikin piirteissä tai rajoittua vain tiettyihin piirteisiin, kuten äänenkorkeuden, sointivärin, rytmin, tonaalisen rakenteen tai musiikin välittä- 48

1.5 Musiikin ja puheen suhde mien emootioiden havaitsemiseen tai musiikin tunnistamiseen. Tyypillisesti amusiasta kärsivällä henkilöllä on vaikeuksia havaita alle sävelaskeleen suuruisia äänenkorkeuden muutoksia, jonka seurauksena hän ei kykene erottamaan peräkkäisiä säveliä ja siten tunnistamaan melodioita. Joidenkin amusiasta kärsivien henkilöiden korvaan musiikki voi kuulostaa lähinnä melulta. Erään laajan tapaus- ja ryhmätutkimusten meta-analyysin perusteella amusian taustalla voi olla ohimolohkon, otsalohkon, päälakilohkon tai limbisten alueiden vaurio joko vasemmassa tai oikeassa aivopuoliskossa [7]. Häiriöt äänenkorkeuden, sointivärin, tonaalisen rakenteen ja musiikin välittämien emootioiden havaitsemisessa ovat kuitenkin tyypillisimmin seurausta vauriosta oikean ohimolohkon yläosassa, insulassa, otsalohkon alaosassa tai päälakilohkossa [7] (ks. kuva 3). Afasian taustalla on sen sijaan useimmiten vasemman ohimolohkon tai otsalohkon alueiden vaurio, joskin erityisen vakava puheen havaitsemisen häiriö (pure word deafness) aiheutuu tyypillisimmin molemminpuolisesta vauriosta [4, 8]. Vaikka amusia on neurologisena oireena tunnettu jo 1800-luvun lopulta asti, tarkempaa tietoa sen aivomekanismeista on saatu vasta viimeisen 20 vuoden aikana. Näin ollen tutkimustietoa amusiasta toipumisesta tai sen kuntouttamisesta ei toistaiseksi ole olemassa. Varhaisissa tapaustutkimuksissa havaittu afasia- ja amusiaoireiden dissosioituminen, esiintyminen eri potilailla, tuki ajatusta puheen ja musiikin aivomekanismien riippumattomuudesta. Tuoreet tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että Brocan afasiasta kärsivät potilaat, joilla ei ole musiikkitaustaa, suoriutuvat terveitä verrokkeja huonommin sekä lauseissa että sointusarjoissa esiintyvien syntaktisten virheiden havaitsemisesta [1]. Vastaavasti synnynnäisestä amusiasta kärsivillä henkilöillä on havaittu vaikeuksia paitsi musiikin piirteiden havaitsemisessa myös puheen intonaation havaitsemisessa, erityisesti silloin kun tehtävä edellyttää korkeusmuutosten suunnan havaitsemista [1]. Yhdessä viimeaikaisten terveiden henkilöiden aivokuvantamislöydösten kanssa nämä tulokset viittaavat siihen, että ainakin tiettyjen rakenteellisten piirteiden, kuten äänenkorkeuden, melodian ja syntaksin, käsittelystä musiikissa ja puheessa vastaavat osittain samat neuraaliset mekanismit. Musiikin käyttö afasiakuntoutuksessa Kenties selkein käytännön yhtymäkohta puheen ja musiikin välillä on laulu. Mutta vastaavatko amygdala aivokurkiainen tyvitumakkeet Kuva 3. Yhteenveto aivoalueista, joiden vaurioitumisen jälkeen amusiaa ilmeni yli 50% meta-analyysissä mukana olleista tutkimuksista. Ylimmässä kuvassa nimetään keskeiset musiikin havaitsemiseen osallistuvat alueet. Vasemmalla ylhäällä: äänen korkeuteen (turkoosi), tonaliteettiin (violetti) ja sointiväriin (keltainen) liittyvät alueet. Oikealla ylhäällä: äänen ajalliseen (vaaleansininen) ja rytmiseen (tummansininen) havaintoon liittyvät alueet. Vasemmalla alhaalla: musiikin muistamiseen ja tunnistamiseen liittyvät alueet (vihreä). Oikealla alhaalla: musiikkiemootioihin liittyvät alueet (punainen). Kuva artikkelista Stewart ym., 2006, Brain, 129: 2533-2553. laulamisesta samat aivomekanismit kuin puheen tuotosta? Terveillä koehenkilöillä tehdyissä aivokuvantamistutkimuksissa on osoitettu, että laulaminen aktivoi puhumista enemmän ohimolohkon yläosaa oikeassa aivopuoliskossa sekä myös etuotsalohkon alaosaa ja somatosensorista aivokuorta molemminpuolisesti. Myös neurologiassa on havaittu jo yli 100 vuotta sitten, että vaikeastakin Brocan afasiasta kärsivät potilaat kykenevät usein laulamalla tuottamaan sanoja, joita he eivät kykene puhumaan. Tämän kliinisen havainnon pohjalta kehitettiin 1970-luvulla strukturoitu ja intensiivinen afasian kuntoutusmuoto nimeltään melodinen intonaatioterapia otsalohko ylimmän ohimolohkopoimun etuosa insula keskimmäinen/ alempi ohimolohkopoimu Heschlin poimu planum temporale päälakilohko 49

1 Puhe ja ääni (MIT), jossa puheen tuottoa pyritään parantamaan korostamalla puheen melodisia ja rytmisiä elementtejä, esimerkiksi lausumalla painotetut tavut aina korkeammalla äänellä ja taputtamalla joka tavun kohdalla tahtia vasemmalla kädellä [11]. Vaikka selvää tieteellistä näyttöä terapian vaikuttavuudesta ei toistaiseksi ole, on MIT:n muutamissa tutkimuksissa havaittu parantavan afasiapotilaiden spontaania puheen tuottamista, artikulointia ja sanojen löytämistä. Tämä perustuu mahdollisesti siihen, että laulaminen tehostaa ohimo- ja otsalohkoalueiden sekä niitä yhdistävien valkean aineen ratojen toimintaa oikeassa aivopuoliskossa. Lisäksi laulettaessa sanojen tuottaminen tapahtuu tavallista puhetta hitaammin ja ääntäminen on jatkuvaa, mikä helpottaa yksittäisten äänteiden erottelua ja liittämistä toisiinsa. Myös tahdin taputtaminen vasemmalla kädellä voi helpottaa puheen rytmittämistä aktivoimalla oikean aivopuoliskon sensomotorista aivokuorta, joka säätelee sekä käden että suun liikkeitä. Yhteenveto Kielen ja musiikin välinen suhde on kiinnostanut filosofeja ja evoluutiotutkijoita aina Platonista ja Darwinista lähtien. Viimeisen vuosisadan kuluessa sitä on lisääntyvästi tutkittu puhe- ja musiikkitieteiden sekä kasvatustieteen, neurologian ja kognitiivisen neurotieteen aloilla. Tämä tutkimus on osoittanut, että musiikki eroaa puheesta erityisesti äänenkorkeuksien hierarkkisen rakenteen, periodisen rytmin sekä syntaktisen ja semanttisen monimerkityksisyyden suhteen. Yhtäläisyyksiä on kuitenkin havaittavissa niissä neuraalisissa prosesseissa ja mekanismeissa, joiden avulla erilaiset rakenteelliset piirteet lopulta havaitaan puheena ja musiikkina. Tällaisia mekanismeja ovat oppimiseen pohjautuva kyky muodostaa äänikategorioita, poimia tilastollisia säännönmukaisuuksia rytmisistä ja melodisista sarjoista, yhdistää saapuvat yksiköt (kuten sanat ja sävelet) syntaktisiksi rakenteiksi sekä poimia ääniärsykkeistä vivahteikkaita emotionaalisia merkityssisältöjä. Lähteet [1] Patel, A. D. (2008). Music, language, and the brain. NY: Oxford University Press. [2] Fitch, W. T. (2006). The biology and evolution of music: a comparative perspective. Cognition, 100, 173-215. [3] Mithen, S. (2005). The singing Neanderthals: the origins of music, language, mind and body. Cambridge: Harvard University Press. [4] Hickok, G. & Poeppel, D. (2007). The cortical organization of speech processing. Nature Reviews Neuroscience, 8, 393-402. [5] Zatorre, R. J., Gandour, J. T. (2008). Neural specializations for speech and pitch: moving beyond the dichotomies. Philosophical Transactions of the Royal Society of London - Series B: Biological Sciences, 363, 1087-1104. [6] Peretz, I. & Zatorre, R. J. (2005). Brain organization for music processing. Annual Review of Psychology, 56, 89-114. [7] Stewart, L., von Kriegstein, K., Warren, J. D. & Griffiths, T. D. (2006). Music and the brain: disorders of musical listening. Brain, 129, 2533-2553. [8] Friederici, A. D. & Alter, K. (2004). Lateralization of auditory language functions: a dynamic dual pathway model. Brain and Language, 89, 267-276. [9] Koelsch, S. & Siebel, W. A. (2005). Towards a neural basis of music perception. Trends in Cognitive Sciences, 9, 578-584. [10] Juslin, P. N. & Laukka, P. (2003). Communication of emotions in vocal expression and music performance: different channels, same code? Psychological Bulletin, 129, 770-814. [11] Norton, A., Zipse, L., Marchina, S. & Schlaug, G. (2009). Melodic intonation therapy. Shared insights on how it is done and why it might help. Annals of the New York Academy of Sciences, 1169, 431-436. 50