Por qué la música nos hace sentir, según IA

Tu corazón late más rápido, las palmas sudan y parte de tu cerebro, llamado giro de Heschl, se ilumina como un árbol de Navidad. Lo más probable es que nunca hayas pensado en lo que le sucede a tu cerebro y cuerpo cuando escuchas música de manera tan detallada.

Pero es una pregunta que ha intrigado a los científicos durante décadas: ¿por qué algo tan abstracto como la música provoca una respuesta tan consistente? En un nuevo estudio, un equipo de investigadores de la USC, con la ayuda de inteligencia artificial, investigó cómo la música afecta los cerebros, los cuerpos y las emociones de los oyentes.

El equipo de investigación analizó la frecuencia cardíaca, la respuesta galvánica de la piel (o la actividad de las glándulas sudoríparas), la actividad cerebral y los sentimientos subjetivos de felicidad y tristeza en un grupo de voluntarios mientras escuchaban tres piezas de música desconocida.

De las 74 características musicales examinadas, los investigadores encontraron que la dinámica, el registro, el ritmo y la armonía fueron particularmente útiles para predecir las respuestas de los oyentes.

"Tener una visión holística de la percepción musical, utilizando todos los diferentes tipos de predictores musicales, nos da una visión sin precedentes de cómo nuestros cuerpos y cerebros responden a la música", dijo el autor principal del estudio, Tim Greer, Ph.D. de informática. estudiante y miembro del Laboratorio de Análisis e Interpretación de Señales de la USC (SAIL).

El contraste es crucial

Entre sus hallazgos, los investigadores notaron que la música influyó poderosamente en partes del cerebro en el complejo auditivo llamado circunvolución de Heschls y la circunvolución temporal superior.

Específicamente, el cerebro respondió a la claridad del pulso, o la fuerza del latido (en pocas palabras: tu circunvolución se verá viva cuando escuches 'Bad Romance' de Lady Gaga).

También descubrieron que las dinámicas cambiantes, el ritmo y el timbre, o la introducción de nuevos instrumentos, provocan un repunte en la respuesta. En otras palabras, el contraste es crucial. Por ejemplo, las gyri se activan cuando hay un cambio en la dinámica o "volumen".

"Si una canción es ruidosa en todo momento, no hay muchas variaciones dinámicas, y la experiencia no será tan poderosa como si el compositor usara un cambio en el volumen", dijo Greer, un compositor que toca el saxo y el teclado.

"El trabajo del compositor es llevarte a una montaña rusa de emociones en menos de tres minutos, y la variabilidad dinámica es una de las formas en que esto se logra".

Entonces, si estás escuchando un álbum completo de black metal, que es consistentemente ruidoso, probablemente no verás una respuesta. Pero si estás escuchando 'Smells Like Teen Spirit' de Nirvana, que va de un verso tranquilo a un coro fuerte y viceversa, es una historia diferente.

El equipo también descubrió que la respuesta galvánica de la piel, básicamente, una medida de sudor, aumentó después de la entrada de un nuevo instrumento o el inicio de un crescendo musical.

"Cuando entra cada nuevo instrumento, se puede ver un pico en la respuesta colectiva de la piel", dijo Greer.

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Además, los momentos más estimulantes de la música fueron precedidos por un aumento en el nivel de complejidad de la canción. En esencia, cuantos más instrumentos hay en la canción, más personas respondieron. (Piense: la primera sección de 'Tubular Bells' de Mike Oldfield, a medida que la canción se desarrolla a un ritmo creciente al agregar más instrumentos).

¿Y la nota más triste de todas? Ese premio va a la séptima nota planteada de la escala menor. El estudio encontró que la nota F# en una canción en clave G menor de G menor se correlaciona positivamente con altos índices de tristeza.

Esa podría ser la razón por la que la angustia del narrador es casi palpable en La casa de los animales del sol naciente, que utiliza el séptimo elevado de la escala menor para lanzar cada verso cada vez más emocional.

Nuevo territorio

Para este experimento, el equipo seleccionó tres piezas emocionales de música que no contenían letras y que no eran muy familiares, por lo que no se adjuntó ningún elemento de memoria a la respuesta emocional de los oyentes. (Escuchar una canción que suena de fondo durante una extracción de una muela del juicio, por ejemplo, podría sesgar su percepción).

En el experimento de neuroimagen, 40 voluntarios escucharon una serie de extractos musicales tristes o felices, mientras que sus cerebros fueron escaneados mediante resonancia magnética. Esto fue realizado en el Instituto de Creatividad y Cerebro de la USC por Assal Habibi, profesor asistente de psicología en la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC y su equipo, incluido Matthew Sachs, un estudiante postdoctoral actualmente en la Universidad de Columbia.

Para medir la reacción física, 60 personas escucharon música en los auriculares, mientras se midió la actividad cardíaca y la conductancia de la piel. El mismo grupo también calificó la intensidad de la emoción (feliz o triste) de 1 a 10 mientras escuchaba música.

Luego, los informáticos analizaron los datos utilizando algoritmos de inteligencia artificial para determinar a qué características auditivas respondían las personas de manera consistente.

En el pasado, los neurocientíficos que intentaban comprender mejor el impacto de la música en el cuerpo, el cerebro y las emociones han analizado los escáneres cerebrales por IRM en segmentos de tiempo muy cortos, por ejemplo, observando el cerebro reaccionando a dos segundos de música.

Por el contrario, en este estudio, utilizando algoritmos para analizar los datos reunidos en el laboratorio, los científicos pudieron observar cómo se sentían las personas al escuchar música durante largos períodos de tiempo, no solo a partir de escáneres cerebrales, sino también combinando datos de otros modos.

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"Los nuevos enfoques informáticos multimodales ayudan no solo a iluminar las experiencias afectivas humanas con la música a nivel cerebral y corporal, sino también a conectarlas con la forma en que los individuos realmente sienten y articulan sus experiencias", dijo el profesor Shrikanth (Shri) Narayanan, coautor del estudio, Niki y CL Max Nikias, Cátedra de Ingeniería y profesor de ingeniería eléctrica e informática y ciencias de la computación.

Sentirse bien

Además de ayudar a los investigadores a identificar canciones para el ejercicio perfecto, el estudio o la lista de reproducción para dormir, la investigación tiene aplicaciones terapéuticas: se ha demostrado que la música calma la ansiedad, alivia el dolor y ayuda a las personas con discapacidades o demencia.

"Desde la perspectiva de la terapia, la música es una herramienta realmente buena para inducir emoción y generar un mejor estado de ánimo", dijo Habibi.

"Con esta investigación, podemos diseñar estímulos musicales para la terapia en la depresión y otros trastornos del estado de ánimo. También nos ayuda a comprender cómo se procesan las emociones en el cerebro".

Según los investigadores, los estudios futuros podrían analizar cómo los diferentes tipos de música pueden manipular positivamente nuestras respuestas emocionales y si la intención del compositor coincide con la percepción del oyente de una pieza musical.