Εγκεφαλική Λειτουργία Και Μουσική: Καταγραφή Και Επεξεργασία Δεδομένων Ηλεκτροεγκεφαλογραφίας Σε Αρμονικά Και Δυσαρμονικά Ακουστικά Ερεθίσματα

Abstract

Ένα από τα πιο καίρια αλλά και δυσεπίλυτα ερωτήματα της σύγχρονης επιστημονικής κοινότητας αποτελεί η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου. Το πολυδιάστατο αυτό πρόβλημα αποτέλεσε το έναυσμα για μία γόνιμη συνεργασία της Μουσικής και της Επιστήμης και τη δημιουργία ενός πρωτοποριακού πεδίου έρευνας στον τομέα της Νευροφυσιολογίας. Ως εκ τούτου, τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερες ιατρικές πειραματικές μελέτες χρησιμοποιούν σαν εργαλείο τη μουσική για να φωτίσουν τις πολύπλοκες πτυχές των λειτουργιών του ανθρώπινου εγκεφάλου. Στην έρευνα αυτή, καθοριστικό ρόλο έχουν παίξει οι σύγχρονες λειτουργικές απεικονιστικές τεχνικές της Βιοϊατρικής τεχνολογίας.Στο πλαίσιο αυτό, στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία γίνεται αναφορά στη μελέτη των λειτουργιών του εγκεφάλου με χρήση μουσικών ερεθισμάτων και πραγματοποίηση ανάλογων πειραματικών πρωτοκόλλων με την μέθοδο της ηλεκτροεγκεφαλογραφίας.Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζεται το βιοφυσικό υπόβαθρο των λειτουργιών του ανθρώπινου εγκεφάλου και οι βασικές αρχές λειτουργίας του Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος.Στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται μία αναφορά στις σύγχρονες μεθόδους λειτουργικής απεικόνισης που χρησιμοποιούνται στην έρευνα για τη μελέτη της εγκεφαλικής δραστηριότητας και λειτουργίας. Παρουσιάζεται, επίσης, μία ανασκόπηση στις πειραματικές μελέτες του πεδίου της Νευροφυσιολογίας όπου η μουσική έχει αποτελέσει εργαλείο στην προσπάθεια χαρτογράφησης του εγκεφάλου.Σημαντικό τμήμα αυτού του καινοτόμου ερευνητικού τομέα έχει αποτελέσει και η μελέτη για την εγκεφαλική αντίληψη του χρόνου. Οι τόνοι, η διάρκειά τους και οι χρονικές παύσεις μεταξύ τους είναι τα στοιχεία που δημιουργούν την αίσθηση της μελωδίας στη μουσική. Η μελέτη της αντίληψης αυτών των επιμέρους συνιστωσών από τον ανθρώπινο εγκέφαλο αποτελεί προϋπόθεση για την περαιτέρω κατανόηση της πολυσύνθετης επίδρασης της μουσικής στις εγκεφαλικές λειτουργίες. Έτσι, στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται δύο πειραματικά πρωτόκολλα που υλοποιήθηκαν κατά την εκπόνηση αυτής της διπλωματικής εργασίας στα πλαίσια της ερευνητικής συνεργασίας του ΕΜΠ με το εργαστήριο ψυχοφυσιολογίας του Αιγινητείου νοσοκομείου της ιατρικής σχολής του Εθνικού και Καποδιστριακού πανεπιστημίου. Τα πρωτόκολλα αυτά βασίζονταν στη μελέτη της εγκεφαλικής αντίληψης του χρόνου και της συχνότητας.Τέλος, το τέταρτο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας αναφέρεται στην πειραματική δοκιμή που πραγματοποιήθηκε για τη μελέτη των αντιδράσεων του εγκεφάλου σε αρμονικά (ευχάριστα) και δυσαρμονικά (δυσάρεστα) μουσικά κομμάτια. Παρουσιάζεται η ανάπτυξη του πειραματικού πρωτοκόλλου, η καταγραφή του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος και η επεξεργασία των ηλεκτροεγκεφαλικών σημάτων. Η ανάλυση και επεξεργασία των σημάτων βασίστηκε στο πεδίο της συχνότητας και των γνωστών εγκεφαλικών ρυθμών. Συγκεκριμένα, έγινε φασματική ανάλυση των σημάτων μέσω του μετασχηματισμού Fourier και κατασκευάστηκαν εγκεφαλικοί χάρτες απεικόνισης της φασματικής πυκνότητας ισχύος. Στόχος ήταν η μελέτη της επίδρασης της μουσικής στη φασματική ισχύ των πέντε περιοχών συχνοτήτων του φάσματος ισχύος του εγκεφαλογραφήματος και πώς αυτό σχετίζεται με την επεξεργασία θετικών και αρνητικών συναισθημάτων.