MUSIK DAN KESEHATAN

Walau fungsi syaraf dalam mengenali musik telah banyak diteliti dalam waktu 5 tahun terakhir, relatif sedikit  yang diketahui tentang ilmu syaraf yang menjelaskan reaksi-reaksi emosional yang dihasilkan oleh musik pada pendengar.   Banyak orang menghabiskan banyak waktu mendengarkan musik, dan diduga ada kekuatan emosionalnya meskipun tidak dipahami dengan benar. Disini kita menggunakan analisis konektivitas efektif dan fungsional untuk menunjukkan bahwa mendengarkan musik bisa memacu aktivitas pada jaringan struktur mesolimbic yang terlibat dalam proses pemberian  reward (imbalan) termasuk nucleus accumbens (NAc) dan ventral tegmental area (VTA), serta hypothalamus dan insula, yang diduga terlibat dalam mengatur respon-respon  fisiologis dan anatomik terhadap pemberian reward dan stimuli emosional. Respon-respon dalam NAc dan VTA berhubungan erat, yang menunjukkan adanya hubungan antara pelepasan dopamine dan respon NAc terhadap musik. Respon-respon dalam NAc dan hypothalamus juga berhubungan erat antar subyek, yang menunjukkan adanya mekanisme yang mana mendengarkan musik yang menyenangkan  bisa membangkitkan reaksi fisiologis. Keterhubungan efektif menegaskan temuan-temuan ini, dan menunjukkan adanya interaksi yang dimediasi-VTA yang signifikan  dalam NAc dengan hypothalamus, insula, dan orbitofrontal cortex.   Keterhubungan efektif dan fungsional antara wilayah-wilayah otak yang memediasi imbalan,  pengolahan kognitif dan otonomik, memberikan pemahaman tentang mengapa mendengarkan musik adalah salah satu dari pengalaman yang paling menyenangkan dan melegakan bagi manusia.

 

Kata Kunci: Musik; Nucleus accumbens; Ventral tegmental area

 

Pendahuluan

Musik adalah bagian yang paling penting dalam kehidupan sebagian besar manusia.   Berdasarkan pada catatan arkeologis, musik telah menjadi bagian dari manusia sejak jaman dulu kala, sama tuanya dengan segala sesuatu yang lain yang terbukti pernah ada (Cross, 2001).  Musik yang dijumpai dimana-mana dan yang bersifat antik menunjukkan bahwa musik penting bagi kita: tak satupun budaya di saat ini maupun di masa lalu yang tidak mengenal musik (Huron, 2001; Sloboda dan Juslin, 2001).  Orang tua di setiap budaya mendendangkan lagu-lagu untuk bayi-bayi mereka,  membuat musik menjadi salah satu pengalaman pertama bayi yang baru lahir (Trehub, 2003). Musik merepresentasikan suatu bentuk emosi yang dinamis (Dowling dan Harwood, 1986; Helmholtz, 1863/1954; Langer, 1951), dan mengungkapkan emosi dianggap sebagai salah satu dari esensi musik (Meyer, 1956; Nietzsche, 1871/1993) dan alasan bahwa sebagian besar orang menghabiskan banyak waktu untuk mendengarkan musik (Juslin dan Sloboda, 2001). Agak paradoks, aspek-aspek kognitif dan struktural pada musik telah banyak diteliti, barangkali karena metode untuk meneliti musik telah menjadi bagian dari paradigma psikologi  kognitif standar selama berabad-abad. Kemajuan dalam ilmu affective neuroscience serta hubungan-hubungan baru antara neurochemistry  dan kognisi yang baru-baru ini saja terbentuk telah memungkinkan dilakukannya penelitian tentang emosi dalam musik (Blood dan Zatorre, 2001; Blood et al. , 1999; Panksepp, 2003).

Sejak dulu, studi-studi dalam affective neuroscience hanya memfokuskan pada pengolahan emosi-emosi negatif (LeDoux, 2000). Sejumlah kecil studi-studi emosi positif cenderung menggunakan  obat-obat adiksi untuk menggugah emosi-emosi positif itu artificial (buatan)  (Berridge, 2003), dan baru-baru ini menggunakan studi emosi positif yang lebih naturalistik dan secara ekologis valid (Kringelbach et al. , 2003; Small et al. , 2001). Mendengarkan musik klasik diyakini membangkitkan emosi-emosi yang kuat, , termasuk perasaan gembira (Krumhansl, 1997; Sloboda dan Juslin, 2001). Selain itu, pengalaman ini seringkali disertai dengan respon-respon fisik  (Panksepp, 1995), diantaranya thrills, chills, shivers, dan perubahan-perubahan pada degup jantung yang bisa di blok dengan nalaxone, sebuah opioid antagonist yang sudah dikenal (Goldstein, 1980). Transmisi opioid pada NAc dikaitkan dengan pelepasan dopamine pada ventral tegmental area (VTA) (Kelley dan Berridge, 2002), dan secara bersama-sama terlibat dalam memediasi respon otak terhadap imbalan. Bila kita bisa menunjukkan keterlibatan sistem-sistem ini dalam pengolahan musik, maka akan memperjelas basis neural tentang laporan-laporan subyektif bahwa mendengarkan musik akan memberikan suatu ‘imbalan’.

Relatif sedikit yang diketahui tentang basis neural respon-respon ini karena sebagian besar studi brain imaging tentang musik hanya memfokuskan pada aspek-aspek akustik dan kognitif (Zatorre dan Peretz, 2001). Namun, riset di sejumlah domain neuroscience klinis maupun basis  telah menunjukkan bahwa nucleus accumbens (NAc) adalah salah satu dari area otak yang dominan yang terlibat dalam  proses rewarding dan stimuli pembangkit kesenangan (Breiter et al. , 2001; Knutson et al. , 2001).   Keterlibatan NAc, VTA, dan struktur-struktur  terkait lain dalam musik kurang dipahami. Dalam dua  studi  yang melibatkan  musisi, Blood et al. (Blood dan Zatorre, 2001; Blood et al. , 1999) menemukan bahwa as ketika intensitas respon fisiologis dan psikologis increased, aliran otak serebral meningkat dan penurunan yang dijumpai dalam wilayah-wilayah otak dianggap terlibat dalam reward/ motivasi, emosi, dan pembangkitan, termasuk ventral striatum, midbrain, amygdala, orbitofrontal cortex (OFC), dan ventral medial

prefrontal cortex. Karena studi-studi ini hanya menggunakan musisi, generalitas studi ini tidak begitu jelas. Relatif sedikitnya resolusi PET telah menghambat para peneliti untuk menyimpulkan bahwa  NAc diaktifkan. Disini, kita diuntungkan oleh tingginya resolusi yang dihasilkan oleh fMRI untuk meneliti apakah NAc dan area-area otak lain terimplikasi dalam pengolahan reward diantaranya VTA diaktifkan selama pengolahan musik. Yang lebih penting, kami mengkombinasikan fMRI dengan konektivitas fungsional dan efektif  (Friston et al. , 1997; Lee et al. , 2003) untuk menandai dan membuktikan dinamika jaringan otak yang terlibat dalam aspek-aspek afektif musik. Pendekatan multileveled ini memungkinkan kita menyimpulkan tentang konektivitas fungsional yang melandasinya dan neurochemistry berdasarkan pada  pola aktivasi. Konektivitas fungsional merujuk pada hubungan atau ketergantungan  aktivasi antara wilayah satu dengan lainnya. Salah satu cara untuk meneliti konektivitas fungsional adalah menggunakan korelasi temporal antara kejadian-kejadian neurofisiologis jauh. Ini merepresentasikan karakterisasi konektivitas otak yang ‘bebas model” (Lee et al. , 2003).  Metode kedua yang bermanfaat menggunakan konektivitas untuk mengukur interaksi satu wilayah otak dengan lainnya, yang dimediasi oleh koneksi-koneksi anatomi diantara mereka yang berhadapan dengan efek langsung atau aktivvasi dalam wilayan penggerak yang umum (Friston et al. , 1997). Kami menerapkan metode analisis konektivitas functional dan efektif pada data yang  sama; kami berharap bahwa hasil-hasil bebas-model dalam analisis korelasi bisa menguatkan hasil-hasil yang menggunakan model anatomi dalam analisis konektivitas efektif (Honey et al. , 2003).

Kami meneliti respon-respon otak terhadap musik klasik dengan menggunakan highresolution

functional magnetic resonance imaging (fMRI) at 3 T. Tigabelas non-musisi yang tidak kidal berpartisipasi dalam studi ini. Kami menggunakan non-musisi dalam studi ini untuk memastikan bahwa  hasil-hasil kami tidak terkontaminasi oleh skema apapun yang mempengaruhi para musisi ahli dalam pengolahan musik. File-file bunyi digital diambil dari compact disc yang berisi musik-musik klasik  (diantaranya Beethoven’s Fifth Symphony dan Mozart’s Eine Kleine Nachtmusik; daftar stimulus lengkap dapat ditemukan di Levitin dan Menon, 2003, lihat juga http:// www. psych. mcgill. ca/labs/levitin/riset/musiksamples. html). Sebagai control,  versi-versi yang sudah diacak diciptakan dengan  Concatenating 250–350 ms acak.  Ini menghasilkan stimuli that mempertahankan ketinggian nada, kekerasan suara, dan  timbre rekaman musik, tetapi tidak memiliki struktur musik yang bisa diprediksi. Data yang digunakan dalam laporan ini adalah sama dengan yang digunakan dalam laporan sebelumnya dimana kami memfokuskan pada lateral inferior frontal cortex (Levitin dan Menon, 2003). Kontras dengan studi sebelumnya, fokusnya disini adalah meneliti respon otak dan konektivitas yang berhubungan dengan  aspek-aspek afektif dalam mendengarkan musik. Secara spesifik, kami memfokuskan pada membuat model interaksi-interaksi otak yang dimediasi oleh system reward mesolimbic dopaminergic . Kami menduga bahwa NAc bisa diaktivasi ketika subyek mendengarkan musik, dan, selain itu, bahwa respon NAc berhubungan dengan aktivasi dalam hypothalamus, suatu wilayah otak yang diyakini mengontrol respon autonomic dan fisiologis terhadap stimuli emosi. Berdasarkan pada  studi-studi in hewan-hewan yang telah menyoroti peran penting  interaksi antara NAc dan VTA dalam pengolahan reward  (Schultz, 2002), kami juga meneliti konektivitas fungsional dan efektif wilayah-wilayah ini

 

Subyek

Tigabelas subyek dengan pendengaran normal dan tidak kidal berpartisipasi dalam eksperimen ini; usia berkisar antara 19. 4–23. 6 tahun, 7 perempuan dan 6 laki. Subyek adalah non-musisi, artinya mereka belum pernah belajar menyanyi atau memainkan instrumen, dan mereka tidak memiliki pendidikan khusus musik selain yang diperoleh di sekolah umum (Maess et al. , 2001). Para peserta memberikan persetujuan untuk berpartisipasi dalam eksperimen, dan protokolnya telah disetujui oleh Stanford University School of Medicine Human Subyek Committee.

 

Stimuli

Stimuli kondisi-kondisi musik terdiri dari file-file bunyi digital (22,050 sampling rate, 16 bit mono) yang disajikan secara acak dan diambil dari rekaman compact disc musik klasik. 23 detik  pertama dari tiap lagu digunakan. Versi acak diciptakan dengan mengambil secara acak 250–350 ms  dari tiap karya musik  dan menjalinnya dengan 30 ms linear cross-fade antara petikan. Perbedaan antara kondisi kontrol dan kondisi experimental adalah sebagai berikut. Keduanya mempertahankan, selama 23 detik, distribusi ketinggian nada dan kekerasan suara yang sama (ini mestinya benar karena elemen-elemennya hanya direkam) dan informasi spektrum yang sama. . Fast Fourier transforms (FFTs) antara versi normal dan versi acak berkorelasi secara signifikan , Pearson’s r = 0. 99, P < 0. 001 untuk semua pilihan. Yang berbeda diantara keduanya adalah bahwa musik acak tidak memiliki struktur tempo/waktu – yang seringkali disebut sebagai koherensi temporal (Deutsch, 1999) atau  harapan yang digerakkan oleh waktu (Levitin dan Menon, 2003). Pada versi acak, elemen-elemen yang mewujudkan dirinya sepanjang waktu telah terpotong, diantaranya kontur melodi, navigasi melalui spasi kunci dan nada (Janata et al. , 2002), dan pengelompokan irama yang berlangsung lebih dari 350 ms. Detil stimuli lain yang digunakan dalam studi ini bisa ditemukan dalam Levitin dan Menon, 2003.

Subyek mendengarkan bunyi dengan tingkat yang dianggap nyaman melalui headphones yang menggunakan system pengiriman pneumatic audio yang custom-built, dan magnet compatible. Pengujian percontohan dengan kelompok yang terdiri dari enam peserta menunjukkan bahwa stimuli sama-sama cocok untuk kekerasan suara.

 

Seberapa Menyenangkan

Enam subyek berpartisipasi (1 pria dan 5 wanita) dalam penelitian percontohan. Subyek diambil dari populasi  yang sama dengan subyek dalam neuroimaging experiment. Kami menggunakan subyek terpisah karena kami tidak menginginkan subyek dalam scanner secara eksplisit berpikir tentang, atau mengambil keputusan, tentang isi emosional suatu lagu, yang bisa mengkontaminasi hasil-hasil neuroimaging kami. Bila subyek menganggap ‘‘menyenangkan’’ selama scan, kami tidak akan tahu  apakah aktivasi neural yang diamati adalah “efek urutan kedua” dari subyek yang telah memberi label menyenangkan, atau apakah mereka merupakan efek primer pengalaman aktual yang menyenangkan. Selain itu, menanyakan subyek untuk memberi rating  setelah sesi scan akan memaksa kita untuk mengandalkan memori subyek tentang apa yang mereka sudah rasakan selama scan. Kami tidak ingin mengandalkan pada memori untuk mengetahui stimuli karena distorsi-distorsi yang terkait dengan pengingatan.

.

Tiap subyek memberi rating terhadap suatu stimuli, dalam versi acak maupun versi tidak acak. Skala rating dimulai dari 1 (sama sekali tidak menyenangkan) sampai 7 (sangat menyenangkan) dan titik  tengahnya disebut ‘‘tidak menyenangkan dan juga tidak tidak unmenyenangkan. ’’ Sepuluh karya digunakan, yang menghasilkan suatu kumpulan yang terdiri dari 20 petikan yang disajikan secara acak. Secara keseluruhan, skor rata-rata untuk stimuli normal (6. 13 T 0. 76) dan stimuli acak (2. 35 T 1. 12) secara signifikan berbeda (t(59) = 23. 482; P < 0. 001). Analisis bagian-demi-bagian juga menunjukkan perbedaan yang signifikan  antara tiap-tiap pasangan normal maupun acak.

 

Experimen

Musik dan potongan musik yang diacak disajikan secara bergantian dalam antara kontrol maupun eksperiment yang menggunakan desain-blok standard fMRI.  Urutan diacak antar subyek. Di tiap giliran, stimuli musik/acak disajikan selama 23 detik, yang diikuti dengan 1detik interstimulus interval.

 

Perolehan fMRI

Image diperoleh pada 3 T GE Signa scanner dengan menggunakan standard GE whole head coil (software Lx 8. 3). Images diperoleh setiap 2 detik dalam satu putaran yang berlangsung 8 menit dan 48 detik. Sebuah  custom-built head holder digunakan untuk mencegah pergerakan. 28 axial slices (tebalnya 4. 0 mm, lompatan 0. 5 mm) parallel dengan garis AC–PC dan menutup otak secara keseluruhan diambil image nya dengan resolusi temporal 2 detik menggunakan T2 weighted gradient echo spiral pulse sequence (TR = 2000 ms, TE = 30 ms, flip angle = 70-, 180 time frames, dan 1 interleave) (Glover dan Lai, 1998). Bidang pandangnya adalah  200 _ 200 mm, dan ukuran matriksnya adalah 64 _ 64, yang memberikan resolusi spasial (ruang) in-plane sebesar 3. 125 mm. Untuk mengurangi kekaburan dan kehilangan sinyal akibat ketidakseragaman bidang, sebuah metode getaran tingkat tinggi otomatis yang didasarkan pada  akuisisi spiral digunakan sebelum mendapatkan functional MRI scans (Kim et al. , 2002). Untuk membantu lokalisasi data fungsional, T1-weighted high resolution spoiled grass gradient recalled (resolusi yang diperoleh = 1. 5 _ 0. 9 _ 1. 1 mm) inversion recovery 3D MRI sequence juga didapatkan dalam sesi scanning yang sama.

 

Penyajian Stimulus

Tugas diprogram dengan menggunakan Psyscope pada komputer Macintosh (Cupertino, CA). Stimuli pendengaran disajikan dengan menggunakan a custom-built magnet compatible system yang  mengecilkan bunyi scanner sampai sekitar 28 dB. Tingkat kekerasan suara pada kepala peserta karena peralatan fMRI selama scanning sekitar 98 dB (A), dan sehingga setelah pengecilan bunyi yang dihasilkan oleh ear inserts, bunyi latar belakang sekitar 70 dB (A) di telinga pendengar. Pelakksana eksperimen menetapkan stimuli pada tingkat yang nyaman yang ditentukan secara individual oleh tiap peserta selama test scan.

 

Pra-Pengolahan Image

Data fMRI sebelumnya diproses dulu dengan menggunakan SPM99 (http:// www. fil. ion.

ucl. ac. uk/spm). Images dikoreksi untuk mengetahui pergerakannya dengan menggunakan minimalisasi kuadrat terkecil tanpa koreksi tingkat-tinggi untuk mengetahui riwayat putaran (Friston et al. , 1996), dan dinormalkan ke stereotaxic Talairach coordinates dengan menggunakan transformasi non-linear (Ashburner dan Friston, 1999). Images disampel ulang setiap 2 mm dengan menggunakan interpolasi sinc dan diperhalus dengan biji Gaussian setebal 4 mm untuk mengurangi kebisingan ruang.

 

Analisis Statistik

Analisis statistik dilakukan dengan menggunakan model linier umum dan teori bidang acak Gaussia sebagaimana diimplementasikan dalam SPM99. MNI coordinates ditransformasi menjadi Talairach coordinates dengan menggunakan transformasi non-linier (Brett et al. , 2002).

Fokus aktivasi dilapiskan pada high-resolution T1-weighted images dan lokasinya diinterpretasi dengan menggunakan neuroanatomical landmarks (Duvernoy, 1995; Duvernoy et al. , 1999) dan divalidasi silang dengan atlas otak Mai et al. (2004).

Prosedur dalam-subyek digunakan untuk membuat model semua efek minat pada tiap subyek. Efek-efek pengganggu berupa fluktuasi dalam global mean dihilangkan dengan proportional scaling dimana , untuk tiap titik waktu, tiap voxel diskala dengan global mean pada waktu itu. Kebisingan frekuensi-rendah dihilangkan dengan high-pass filter (0. 5 cycles/menit) yang diterapkan pada fMRI runtun waktu  pada tiap voxel.  Matrik desian yang digunakan daam analisis model linier umum terdiri dari regresi yang bersesuaian dengan stimuli musik,  musik yang diacak, global mean sebagaimana dideskripsikan diatas, dan sebuah terma konstanta.

Kami selanjutnya mendefinisikan dua efek minat untuk tiap subyek dengan menggunakan kontras-kontras yang berikut ini dalam estimasi parameter regresi—musik dikurangi musik acak dan musik acak dikurangi musik. Analisis kelompok dilakukan dengan menggunakan model efek-acak yang memasukkan prosedur hirarki dua-tahap. Model ini mengestimasi varian kesalahan untuk tiap kondisi minat pada semua subyek, dan bukan antar scans dan sehingga memberikan generalisasi yang lebih kuat pada populasi yang darinya data diperoleh (Holmes dan Friston, 1998). Pada tahap pertama, image-image yang kontras untuk tiap subyek dan tiap efek minat dihasilkan sebagaimana yang dideskripsikan  diatas. Pada tahap kedua,  image-image yang kontras ini dianalisa dengan menggunakan model linier umum untu menentukan voxel-wise t statistics.   Satu image kontras dihasilkan per subyek, untuk tiap efek minat. Akhirnya, t statistics dinormalkan pada Z scores, dan  kluster aktivasi yang signifikan ditentukan pada level kluster (P < 0. 01), dengan koreksi otak-keseluruhan untuk berbagai perbandingan (Poline et al. , 1997).

 

Analisis Konektivitas Fungsional

Analisis Konektivitas Fungsional dilakukan dengan menghitung korelasi antara aktivasi pada wilayah-wilayah minat yang spesifik. Runtun waktu individual diekstraksi dari NAc, VTA, dan hypothalamus voxels dalam radius 4-mm dalam maksima aktivasi lokal pada masing-masing wilayah ini. Untuk tiap subyek, runtun waktu fMRI (satu untuk masing-masing ROI dan subyek) dirata-rata secara terpisah pada semua voxels dalam ROIs ini setelah dilakukan filtering kecepatan tinggi (f < 1/120 V. Menon, D. J. Levitin / NeuroImage 28 (2005) 175–184 177 Hz) penyimpangan frekeuensi-rendah. Koefisien korelasi pairwise Pearson menghitung antara runtun waktu yang dihasilkan, secara terpisah untuk musik dan musik acak. Koefisien korelasi  antara wilayah-wilayah  i dan j, ri, j, ditransformasikan ke distribusi normal dengan menggunakan transformasi r-ke-z dari Fisher: zi ,j = 0. 5 * ln((1 + ri ,j)/(1 _ ri ,j)). Perubahan-perubahan yang terkait tugas pada konektivitas fungsional selanjutnya diteliti dengan membandingkan skor-skor Z yang dihasilkan terhadap hipotesa nol ri ,j = 0 (Honey et al. , 2003).

 

Analisis Konektivitas Efektif

Analisis ini mencerminkan pemeriksaan yang lebih terinci  terhadap berbagai wilayah otak. Analisis ini membuat model dan berusaha untuk menghilangkan efek-efek pengaruh pengganggu, diantaranya input penggerak, yang memediasi interaksi antara wilayah-wilayah otak yang spesifik. Konektivitas efektif didefinisikan disinis sebagai pengaruh satu wilayah terhadap wilayah lainnya, setelah mengurangi pengaruh efek yang berhubungan-tugas serta efek input penggerak (Friston et al. , 1997). Konektivitas efektif dimodelkan disini sebagai interaksi psiko-fisiologis, dimana efek modulasi VTA-NAc dopaminergic pathway diteliti. Model yang tepat yang digunakan dalam studi kami secara skematis diilustrasikan di Gambar. 1,  yang berusaha menentukan area otak yang mana yang menunjukkan interaksi yang dimediasi-VTA yang signifikan dengan NAc. Runtun waktu individual untuk Nac dan VTA diperoleh dengan mengekstraksi runtun waktu voxel mentah dalam sebuah lingkaran (radius 4-mm) yang terpusat pada koordinat puncak dalam aktivasi kelompok. Runtun waktu ini dikoreksi mean nya dan difilter dengan kecepatan tinggi (f < 1/120) untuk menghilangkan lompatan sinyal. Tidak ada transformasi lain yang diakukan pada runtun waktu. Setelah runtun waktu ini diperoleh untuk tiap subyek, terma interaksi (yang disebut sebagai ‘‘PPI regressor’’) dihitung sebagai vector yang ditimbulkan oleh produk elemen-demi-elemen pada runtun waktu Nac dan VTA yang  mean nya telah dikoreksi. Selain PPI regressor,  matriks desain meliputi efek-efek utama tugas seperti yang dideskripsikan diatas dan runtun waktu yang mean nya telah dikoreksi dari voxels minat pada NAc dan VTA. Tiga kovariat terakhir menghilangkan efek penggerak yang biasa terjadi dari wilayah-wilayah otak lain sejauh mungkin, dalam batasan model jaringan neural yang digunakan. Secara keseluruhan, analisis kami tentang konektivitas efektivitas adalah spesifik untuk pengaruh-pengaruh NAc yang dimodulasi oleh VTA  yang terjadi diatas segala tugas dan efek yang tidak tergantung apda konteks. Wilayah-wilayah otak yang menunjukkan efek PPI yang signifikan ditentukan dengan menguji kemiringan positif regresor PPI, yaitu dengan menerapkan kontras t yang adalah 1 untuk PPI regressor dan 0 untuk semua efek lain. Demikian pula, wilayah-wilayah otak yang menunjukkan efek PPI negatif  ditentukan dengan menguji kemiringan negatif untuk regressor PPI. Image-image kontras yang spesifik-subyek ditentukan dan selanjutnya dimasukkan kedaam analisis kelompok efek acak. Analisis konektivitas tingkat dua ini memungkinkan kita memperluas interferensi ke populsi yang darinya data diperoleh. Signifikansi hasil-hasilnya diukur pada level kluster (P < 0. 01), dengan  koreksi otak keseluruhan untuk berbagai perbandingan.

 

Hasil

Aktivasi otak terhadap musik

Sebagaimana yang dihipotesakan, aktivasi yang signifikan dijumpai pada beberapa wilayah subkortikal termasuk NAc, VTA, dan hypothalamus (Fig. 2). Selain itu , aktivasi bilateral yang signifikan dijumpai pada wilayah kortikal, termasuk inferior frontal cortex kiri dan kanan (IFC), OFC kiri, anterior cingulate cortex, dan juga cerebellar vermis dan pangkal otak (Fig. S1 dan Table S1 di Lampiran A).

Aktivasi semua wilayah, kecuali VTA, dideteksi dengan menggunakan ambangbatas konoservasi P < 0. 01, yang dikoreksi untuk berbagai perbandingan. Aktivasi VTA dideteksi dengan menggunakan ambangbatas lebih rendah P < 0. 05, yang dikoreksi untuk berbagai perbandingan (Gambar. 2B).

 

Analisis Konektivitas Fungsional

Berdasarkan pada  aktivasi yang dikemukakan diatas, kami mengidentifikasi  puncak-puncak dalam NAc (MNI coordinates: _4, 6, _4 mm; t score = 3. 85), VTA (2, _12, _12 mm; t score = 2. 58), dan hypothalamus (_4, _4, _4 mm; t score = 2. 68). Puncak diantara NAc secara jelas dipisahkan dari caudate dorsally dan dari bed nucleus stria terminalis. Aktivasi VTA  bisa dengan jelas diidentifikasi sebagai aktivasi fokal pada suatu wilayah ditengah substantia nigra pars compacta dan aktivasi hypothalamic bisa di identifikasi dengan jelas dibawah thalamus, terpisah dari hypothalamic sulcus dan berdampingan dengan ventricle ketiga  Analisis runtun waktu menunjukkan bahwa korelasi antara aktivitas yang berlangsung dalam NAc dan VTA (Gambar. 3) diantara subyek secara signifikan lebih dari nol (r = 0. 18 T 0. 05; t(df = 12) = 3. 09; P < 0. 01). Runtun waktu NAc dan hypothalamus menunjukkan korelasi yang secara signifikan  lebih tinggi (0. 36 T 0. 07; t(12) = 4. 76; P < 0. 001).

Demikian, runtun waktu hypothalmaus dan VTA menunjukkan korelasi yang secara signifikan lebih tinggi (r = 0. 23 T 0. 06; t(12) = 3. 60; P < 0. 005). Hasil-hasil ini menunjukkan adanya penggandaan yang ketat antara the NAc, VTA, dan hypothalamus selama pengolahan musik.

 

Analisis Konektivitas Efektif

Analisis konektivitas efektif meneliti interaksi-interaksi yang dimediasi-VTA dalam NAc, setelah mengurangi efek input penggerak umum dan fektor-faktor pengganggu lain (Fig. 4). Interaksi yang dimediasi VTApada  NAc dijumpai dengan hypothalamus, anterior insula kiri, mid-to-posterior insula kiri, serta OFC kanan dan kiri, IFC kiri, dan superior temporal gyri dan kanan tengah (Fig. 5, Table 1).  Pandangan yang lebih lengkap tentang aktivasi ini ditunjukkan di Gambar. S2 pada Lampiran A.  Pengukuran subyek-tunggal representative yang mengilustrasikan interaksi-interaksi yang dimediasi VTA pada NAc dengan hypothalamus dan insula, ditunjukkan di Gambar 5. Hasil-hasil ini  memberikan bukti yang kuat adanya interaksi NAc yang tergantung VTA dengan hipothalamus, insula, dan OFC. Yang menarik, tak satupun wilayah otak menunjukkan interaksi yang dimediasi VTA yang negatif dengan NAc.

 

Pembahasan

Kami meneliti  imbalan dan komponen-komponen afektif mendengarkan musik dengan menggunakan fMRI. Temuan-temuan kami bisa dikelompokkan menjadi tiga kategori utama. Pola aktivasi menginformasikan neuroanatomy fungsional dalam mendengarkan musik. Analisis konektivitas (baik yang efektif maupun fungsional) menginformasikan fungsi jaringan dan system, dan interaksi antara system otonomik dan afektif dalam otak.

Ketiga, analisis-analisis ini memungkinkan kita membuat spekulasi tentang proses-proses neurokimiawi, khususnya dopaminergic pathways, yang memediasi respon afektif terhadap musik. Untuk pembahasan aspek-aspek kognitif dan perceptual dalam pengolahan informasi temporal dalam musik,  kami persilakan pembaca membaca Levitin dan Menon (2003).

 

Neuroanatomi

Kami menemukan bahwa mendengarkan musik secara pasif mengakibatkan aktivasi yang signifikan pada jaringan struktur subkortikal termasuk NAc, VTA, dan hypothalamus. Dalam studi positron emission tomography (PET), aktivasi pada ventral striatum berkorelasi dengan intensitas respon-respon yang menyenangkan terhadap musik (Blood dan Zatorre, 2001), tetapi PET tidak memiliki resolusi spasial untuk menunjukkan image NAc dan sehingga tidak ada aktivasi fokal yang pernah dilaporkan. Dengan menggunakan PET, Brown et al. (2004) melaporkan aktivasi pada NAc sebagai respon terhadap  mendengarkan musik yang tidak biasa tapi  menyenangkan. Study kami menguatkan temuan-temuan ini, serta temuan-temuan sebelumnya  oleh Blood et al. , dan lebih bisa memanfaatkan resolusi spasial yang lebih baik dari fMRI sehingga bisa lebih konkrit membahas isu aktivasi NAc (Brown et al. , 2004). Hasil-hasil kami memperluas temuan Blood et al. (Blood dan Zatorre, 2001)  dengan menunjukkan keterlibatan NAc itu sendiri untuk pertama kalinya. Studi-studi sebelumnya tentang NAc pada manusia hanya memfokuskan pada pengolahan insentif yang tampak dan eksplisit saja, diantaranya imbalan yang berupa uang (Knutson et al. , 2001) dan obat-obatan yang sifatnya rekreasional dan adiktif (Breiter et al. , 1997; Robinson dan Berridge, 2003). Hasil-hasil kami menunjukkan bahwa NAc tergugah bahkan ketika tidak ada imbalan yang eksplisit, seperti halnya musik, sebagaimana  yang dikemukakan disini, dan humor, sebagaimana dikemukakan dalam studi sebelumnya (Mobbs et al. , 2003).

Aktivasi yang signifikan juga terdeteksi dalam hypothalamus,  sebuah wilayah otak yang memodulasi memodulasi respon otonomik, termasuk degup jantung dan respirasi. Pengalaman yang menyenangkan saat mendengarkan musik seringkali disertai dengan perubahan-perubahan dalam respon-respon otonomik (Blood dan Zatorre, 2001; Goldstein, 1980; Krumhansl, 1997), sehingga meningkatkan laporan-laporan subyektif tentang ‘‘getaran’’ (Goldstein, 1980) dan ‘‘dingin (Blood dan Zatorre, 2001). Sepengetahuan kami, ini juga yang pertama yang membuktikan respon hypothalamic terhadap musik.

Kontras-kontras yang spesifik yang digunakan dalam studi ini, yang membandingkan stimuli yang normal dan acak, tidak memungkinkan kami untuk secara meyakinkan menentukan apakah aktivasi pada VTA dan NAc adalah karena  respon yang secara sifnifikan meningkat selama mendenarkan musik dibandingkan dengan dalam keadaan istirahat atau apakah efek itu digerakkan oleh penurunan aktivitas pada area-area ini selama stimuli acak yang tidak menyenangkan. Maka, hasil-hasilnya tidak bisa benar-benar dikaitkan dengan mendengarkan musik yang menyenangkan saja, tapi pada mendengarkan musik yang menyenangkan versus mendengarkan musik yang tidak menyenangkan. Namun subyek menemukan bahwa ke 23 musik normal sebagai sesuatu yang menyenangkan dan merupakan stimulus yang ‘memberi imbalan’ dibandingkan dengan durasi yang sama pada musik acak yang oleh subyek diberi rating lebih baik daripada ’tidak menyenangkan sama sekali”. Nekamir yang bereksperimen dengan kondisi istirahat pasif (lihat juga Brown et al. , 2004) mengindikasikan bahwa aktivasi relatif struktur limbic yang muncul dari dua kelas stimuli adalah karena meningkatnya aktivasi sebagai respon terhadap  musik dan bukan deaktivasi terhadap musik stimuli acak. Perlu diingat bahwa fitur yang relatif semu pada musik diyakini menggerakkan respon afektif. Secara khusus, tempo dan tinggi nada berpenagruh pada keragaman penilaian manusia antara musik yang gembira dan sedih. Selain itu , variabel ketinggian nada (termasuk ukuran interval, kontur) dan kekerasan suara mempengaruhi dimensi-dimensi afek diantaranya kecepatan, energi, dan ketegangan (Thompson et al. , 2001). Kami secara sengaja memilih petikan-petikan yang relatif homogen pada sejumlah dimensi utamanya. :  semua potongan musik memiliki tempo sedang, menggunakan kunci-kunci mayor, dan disajikan dengan level kekerasan suara yang sama-sama nyaman. Seandainya kami menggunakan spektrum musik yang lebih luas, termasuk yang menggunakan kunci-kunci minor, sangat pelan, dan sangat cepat, kami menduga bahwa pengalaman yang sama akan imbalan itu akan diperoeh meskipun menggugah mood yang berbeda dan reaksi-reaksi pembangkitan yang berbeda pua; ini karena orang pada umumnya menganggap musik sebagai sesuatu yang ’memberi imbalan’ terlepas dari apakah musik itu dianggap ’sedih’ atau ’senang’  ’happy’’ (Sloboda dan Juslin, 2001).

 

Fungsi Sistem dan Jaringan

Analisis konektivitas memungkinkan kami mendeteksi hubungan antara wilayah-wilayah syaraf dalam pengolahan musik yang tidak bisa ditangani oleh analisis berbasis-aktivasi yang konvensional. Analisis ini memungkinkan dilakukannya pemeriksaan fluktuasi waktu-demi-waktu pada sistem syaraf yang diinduksi oeh stimuli musik. Anaisis konektivitas fungsional menunjukkan bahwa respon-respon dalam NAc dan VTA sangat berhubungan dengan respon-respon antara NAc dan hypothalamus. Ini menunjukkan bahwa interaksi-interaksi yang berlipat dalam jaringan tripartit yang melibatkan NAc, VTA, dan hypothalamus bisa berfungsi untuk memediasi respon-respon otak terhadap imbalan dan aspek-aspek afektif musik.

Untuk membahas lebih lanjut temuan-temuan ini, kami menggunakan analisis konektivitas efektif untuk meneliti interaksi jaringan, tanpa efek-efek pengganggu  berupa driving input. Secara khusus, kami meneliti peran mesolimbic dopaminergic pathway yang melibatkan NAc dan VTA. Uji analisis untuk wilayah-wilayah otak yang diaktivasi bersama dengan NAc hanya pada titik waktu spesifik itu ketika VTA juga aktif. Dengan kata lain, kami berusaha menemukan wilayah-wilayah syaraf yang perubahan-perubahan sinyalnya terbatasi oleh waktu dengan perubahan-perubahan  yang signifikan dalam NAc dan VTA, sebagai sarana untuk menarik kesimpulan tentang fungsi jaringan yang meliputi dopaminergic reward pathway.

Temuan baru dalam studi ini adalah konektivitas efektif yang sangat kuat  antara wilayah-wilayan otak yang berbeda dan berjauhan  yang berhubungan dengan imbalan dan pengaruh. Kami menemukan interaksi-interaksi yang dimediasi VTA yang dinamis antara NAc dan hypothalamus, insula, dan OFC. Yang menarik, interaksi-interaksi dengan OFC dan IFC lebih luas daripada pola statis aktivasi otak yang ditunjukkan oleh analisis berbasis-aktivasi  konvensional (lihat Gambar. 2 dan 5). Koaktivasi ini mungkin memiliki basis neurokimia, sebuah pertanyaan yang kami bahas berikut.  Aspek kedua dalam analisis konektivias berhubungan dengan interaksi sistem otonom dan afektif. Selain hypothalamus, insula menunjukkan konektivitas efektif yang ekstensif dengan NAc. Struktur-struktur  ini adalah dua dari nodal points yang paling penting dalam neural pathways yang terlibat dalam fungsi-fungsi otonomik, somatik, dan emosional (Craig, 2002, 2003). Cara-cara yang ketat dimana imbalan dan sistem afeksi tampak berinteraksi dengan sistem kognitif dan otonom sebagai respon terhadap  mendengarkan musik adalah kontribusi kunci dalam studi ini.

 

Kemungkinan Mekanisme Neurokimiawi

Aspek yang menonjol dalam temuan-temuan kami berhubungan dengan pendeteksian aktivasi VTA yang signifikan. VTA adalah tempat badan-badan sel neuron dopamin mesolimbik yang memproyeksikan ke Nac, dan pelepasan dopamine oleh VTA diyakini krusial untuk pengolahan imbalan (Berridge dan Robinson, 2003). Lebih lanjut, kami menemukan bahwa aktivasi NAc dan VTA sangat berhubungan, yang menunjukkan adanya hubungan antara pelepasan dopamine dan respon Nac terhadap musik yang menyenangkan. Sudah diketahui bahwa banyak aspek pengolahan imbalan tergantung pada mesolimbic pathway  ini (Yun et al. , 2004). Sebagai contoh, riset telah menunjukkan bahwa peningkatan kadar dopamine pada VTA dan NAc adalah faktor kunci dalam menguatkan efek ganda obat-obat yang adiktif (Robinson dan Berridge, 2003).

Secara umum, imbalan-imbalan natural diantaranya makanan dan air juga menyebabkan pelepasan dopamine pada NAc dan VTA (Kelley dan Berridge, 2002). Kecenderungannya pemberian imbalan dan penguatan saat mendengarkan musik dimediasi oleh meningkatnya kadar dopamine dalam VTA dan Nac. Selain itu, aspek hedonik  suatu imbalan dianggap dimodulasi oleh transmisi opioid peptide endogen di dalam NAc, yang pada gilirannya, diyakini diatur oleh input dopaminergic dari VTA (Kelley dan Berridge, 2002). Sesuai dengan ini, musik yang menyenangkan bisa diblok oleh naloxone (Goldstein, 1980), opioid antagonist yang sudah terkenal. Namun, masih tetap perlu diteliti apakah dopamine benar-benar memacu ‘reaksi menyukai’, dan bukan reaksi ‘menginginkan’  terhadap dampak hedonis musik (Berridge dan Robinson, 2003). Data kami juga sesuai dengan teori-teori neuropsikologi yang mengatakan bahwa afek positif berhubungan dengan peningkatan kadar dopamine dalam otak (Ashby et al. , 1999). Musik adalah suatu sarana untuk meningkatkan afek positif. Interaksi yang kuat antara jaringan imbalan mesolimbic (NAc dan VTA) dan wilayah-wilayah frontal tertentu (OFC serta IFC)  mendorong kita untuk mengatakan adanya hubungan yang ketat antara sub-sistem ‘‘afektif “dan ‘‘kognitif’’ yang terlibat dalam mendengarkan musik. Interaksi-interaksi dengan OFC, khususnya, mungkin berhubungan dengan imbalan kognitif dan representasi valensi serta kontrol emosional (Bechara et al. , 2000). Sebaliknya, interaksi dua arah antara OFC sebagai area pengolahan imbalan primer, diantaranya NAc, mungkin juga mempengaruhi ekspresi emosional terhadap stimuli musik (Barbas et al. , 2003). Keterarahan dan penetapan waktu seperti itu tetap harus diselidiki. Kami juga menemukan interaksi MTG kanan  serta STG konektivitas dengan NAc, yang kami kaitkan dengan aspek imbalan untuk mengenai struktur tona yang sangat skematis (Janata et al. , 2002; Tillmann et al. , 2003; Zatorre et al. , 1994).

Saat ini ada kontroversi tentang apakah konstrak-konstrak psikofisiologis dimediasi oleh transmisi dopamine dan opiod di area ini. Walau mayoritas studi sudah memfokuskan pada imbalan dan liburan atau rasa senang (Berridge, 2003; Berridge dan Robinson, 2003), wilayah-wilayah ini juga telah terbukti menarik     wisatawan, termasuk noxious stimula.

Secara keseluruhan, data kami menunjukkan bahwa interaksi yang dinamis antara the NAc, VTA, dan hypothalamus tampaknya memainkan peran penting dalam mengatur respon emosional terhadap musik. Memang, studi-studi neuroanatomi telah memberikan bukti yang meluas tentang hubungan langsung antara ketiga struktur  itu (Zahm, 2000). Kesimpulannya, temuan-temuan kami menguatkan pemahaman tentang basis neurokimia dan neuroanatomi tentang mengapa musik memiliki kekuatan yang sangat dahsyat untuk menggerakkan kita, dan mengapa mendengarkan musik merupakan salah satu pengalaman manusia yang paling ‘memberi imbalan’ dan menyenangkan. Temuan-temuan ini memiliki implikasi yang luas untuk memahami manfaat psikologis dan fisiologis dari mendengarkan musik. Kami menduga bahwa musik menawarkan suatu cara yang sederhana dan elegan untuk memasuki basis neural pada anhedonia (hilangnya rasa senang dalam aktivitas sehari-hari) pada sejumlah gangguan psikiatris, termasuk depresi, schizophrenia, dan gangguan bipolar. Stimuli musik diantaranya yang digunakan dalam studi ini bisa digunakan untuk membangun integritas system imbalan mesolimbic  dan meneliti apakah deficits pada wilayah-wilayah ini berkorelasi dengan gejala-gejala klinis. Sebagai contoh, depresi seringkali disertai dengan tidak adanya minat pada stimuli yang menyenangkan. Musik bisa digunakan untuk meneliti apakah ada penurunan respon pada subyek ini pada  NAc, VTA, insula, hypothalamus, dan orbitofrontal cortex, wilayah utama otak yang terlibat dalam pengolahan afek.

 

Leave a Reply