Gibt dir Musik mathematische Fähigkeiten? Es ist eine heikle Gleichung

Naomi Eide ist Master-Studentin am Philip Merrill College für Journalismus an der University of Maryland, College Park. Sie hat diesen Artikel zu Live Science beigetragen Experten-Stimmen: Op-Ed & Insights.

Denny Gulick begann im Alter von 4 Jahren Klavier zu spielen. Mit perfektem Ton und einem Hang zum Auswendiglernen war er ein Naturtalent.

Als Gulick 5 war, gab ihm sein Vater mathematische Multiplikationstische, die bis zu 16 Jahre alt waren, und lehrte ihn Pi auf 15 Dezimalstellen, etwas, das Gulick nie vergessen hat. Sein Geist schien sich gleichermaßen an Musik und Mathematik anzupassen, eine perfekte Harmonie - obwohl der eine den anderen nicht unbedingt beeinflusste. In den letzten 50 Jahren war Gulick Mathematikprofessor an der Universität von Maryland und hat viele Zusammenhänge zwischen Mathematik und klassischer Musik gefunden.

"Die Verbindung ist das - zu meiner Art zu denken, und ich habe über Jahrzehnte darüber nachgedacht - es gibt Muster [in der Musik], besonders mit Johann Sebastian Bach", sagte Gulick. "Es gibt viele Muster und die Mathematik hat viele Muster. Tatsächlich geht es in der Mathematik um Muster."

Hilft Musik der Mathematik oder hilft Mathematik der Musik?

Musiker und Wissenschaftler haben gleichermaßen versucht herauszufinden, ob das musikalische Talent einer Person andere Aspekte des Lebens dieses Individuums begünstigt, wie zum Beispiel die Fähigkeit, sich zu konzentrieren. Obwohl Wissenschaftler nicht genau festgelegt haben, wie oder ob Musikausbildung und -leistung einer Person bessere Fähigkeiten in Bereichen wie Mathematik und Naturwissenschaften vermitteln, wissen die Forscher, dass Musiker über erhöhte kognitive Fähigkeiten verfügen.

"Wenn Sie ein Musikinstrument spielen, zeigt Ihr Gehirn Veränderungen", hauptsächlich in den motorischen und auditorischen Kortexen, sagte Nadine Gaab, die leitende Forscherin an den Laboratories of Cognitive Neuroscience am Boston Children's Hospital. "Auditorisch, weil Sie Ihre Ohren viel benutzen ... und dann Motor, weil Sie eine Menge Übung mit Ihren Fingern und Armen machen", die einzigartige Bewegungen erfordern, sagte Gaab.

"Es ist bis jetzt noch unklar, ob die Musiker das haben, weil sie mit [it] geboren wurden und sie wirklich gut mit dem Zuhören und den Fingerbewegungen umgehen können und deshalb von der Musik angezogen werden", sagte Gaab. "Oder es ist umgekehrt, und Musik verändert tatsächlich das Gehirn? Das wissen wir noch nicht." [Abstract Reasoning durch Musikstudie erweitert]

Robert Slevc, Assistenzprofessor an der psychologischen Fakultät der University of Maryland, sagte, dass die Korrelationen zwischen musikalischen und mathematischen Fähigkeiten von vielen verschiedenen Faktoren herrühren könnten, da Studien nicht im Vakuum entstehen und andere Variablen das Ergebnis beeinflussen könnten.

"Ich denke, man könnte sagen, dass es Beweise für Beziehungen zwischen musikalischer Erfahrung, Fähigkeit oder Interesse und verschiedenen Arten von kognitiven und sozialen Domänen gibt", sagte Slevc. "Was diese [Beziehungen] bedeuten, denke ich, wissen wir noch nicht.

Slevc sagte, dass die Verbindung zwischen Musik und mathematischen Fähigkeiten einfach bedeuten könne, "dass kluge Leute gut in Dingen sind".

Es gibt viele Aspekte von Musik, die mathematisch ausgedrückt werden können, aber Musiker sitzen nicht durch ein Musikstück, das ihre mathematischen Nuancen oder Intervallfrequenzen berechnet, sagte Slevc. Obwohl ein Interpret Intervalle und Zeitmessungen in Musik verstehen kann, heißt das nicht, dass er oder sie automatisch gut in Mathe ist, sagte er.

Ähnlich, während die Gesetze der Physik regeln, wie ein Ball durch die Luft reist, macht das Spielen von Baseball eine Person nicht zu einem Wissenschaftler, sagte Slevc.

"Wir sind alle gut darin, Dinge auf eine Weise zu erfassen, die ziemlich kompliziert ist, aber das macht uns nicht unbedingt gut in der Physik", sagte er.

Und doch sind die Unterschiede klar

Studien haben auch gezeigt, dass Kinder und Erwachsene mit musikalischer Ausbildung erhöhte Fähigkeiten in einem Bereich, der exekutive Funktion genannt hat, haben, sagte Gaab.

Dazu gehören die mentalen Prozesse, die es dem Gehirn erlauben zu planen, Aufmerksamkeit zu fokussieren, sich an Anweisungen zu erinnern und erfolgreich mit mehreren Aufgaben zu jonglieren, so das Center of the Developing Child der Harvard University.

Musiker sind besonders gut darin, "Aufgaben schnell zu wechseln und Regeln schnell zu wechseln", sagte Gaab. Dies ist jedoch ein weiteres Beispiel für eine knifflige Korrelation, da Gaab sagte, dass es keine Studien gibt, die exekutive Funktionen im Laufe der Zeit untersuchen, ob solche Fähigkeiten jemanden beeinflussen, Musiker zu werden, oder ob Musik die exekutiven Fähigkeiten einer Person verändert und verbessert.

"Jedes Mal, wenn Sie eine neue Fähigkeit erlernen, wird diese Fähigkeit in Ihrem Gehirn auf irgendeine Weise repräsentiert und kann sich funktional zeigen, kann aber auch strukturell auftauchen", sagte Slevc.

Bereiche des Gehirns können die Eignung einer Person für bestimmte Fähigkeiten zeigen, so dass Wissenschaftler die Eigenschaften einer Person physisch beobachten können, anstatt nur psychologische Beobachtungen vorzunehmen. Zu diesen Bereichen gehört die graue Substanz, die Regionen des Gehirns umfasst, die an Muskelkontrolle, Gedächtnis, Emotionen, Sprache und Sinnen beteiligt sind.

Graue Materie Dichten können das Instrument zeigen, dass eine Person spielt, sagte Slevc. Geiger neigen dazu, mehr Dichte der grauen Materie zu haben, die ihren linken Händen gewidmet ist, während Pianisten Dichte bilateral haben, sagte Slevc, mit Fachleuten, die höhere Dichten als Amateure haben. Um die Ergebnisse bezüglich der Dichte der grauen Materie zu qualifizieren, fügte Slevc hinzu, dass einige erfahrene Schreibkräfte ähnliche Grau-Materie-Verteilungen wie ein Pianist haben könnten.

Obwohl Wissenschaftler nicht wissen, ob exekutive Fähigkeiten jemanden beeinflussen, Musiker zu werden, schlussfolgern einige, dass Musikunterricht eine erhöhte kognitive Leistungsfähigkeit ermöglicht.

Anita Collins, Professorin an der Universität von Canberra, spezialisiert auf Neurowissenschaften und Musik, sagte, dass Musikerziehung jeden Menschen effektiver aus einer kognitiven Perspektive operieren lässt, was bedeutet, "die Gehirne von Musikern können schneller lernen, sich bei komplexeren Themen auszeichnen und denken kreativ über Probleme. " Collins betonte, dass Musiker wahrnehmbarer sind als andere, wenn sie klassische Musik hören und die Nuancen und Feinheiten des Repertoires beobachten. (Sie können ein TEDEd Gespräch mit Collins für mehr zu diesem Thema sehen.)

"Sie verarbeiten die Musik zum Verständnis wie ein Nichtmusiker", sagte Collins. "Aber Musikausbildung hilft, diese Fähigkeit zu verfeinern, indem wir dem, was wir hören, Beschreibungen und Worte geben."

Obwohl es eine wissenschaftliche Erklärung geben könnte, die Musik und seine neurologischen Fähigkeiten verbindet, bleibt den Musikern die wahre Auswirkung und das Ergebnis der musikalischen Ausbildung überlassen. Für einige, wie Drew Baden, der Vorsitzende der Fakultät für Physik an der Universität von Maryland und ein praktizierender Pianist, geht Musik direkt ins Gehirn und stimuliert Emotionen, so dass Menschen die gleichen Dinge fühlen können.

"Musik ist eine großartige Sache, um Wissenschaft und Psychologie zu verbinden", sagte Baden. Es verbindet "was es bedeutet am Leben zu sein, sich selbst bewusst zu sein und ganz alleine in deiner Haut zu sein."

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