שני מחקרים חדשים זיהו את האותות העצביים המתרחשים כאשר בני אדם מדמיינים מוזיקה, והם קשורים לחיזוי מלודי, כלומר לתהליך בו המוח מעריך מה יהיה הצליל הבא. החוקרים הצליחו לבודד לראשונה את האותות העצביים החשמליים לחיזוי על ידי חקירת רגעי דממה במוזיקה. הממצאים מצביעים על כך שיש קשר הדוק בין לדמיין ולהאזין למוזיקה, לבין תהליכי חיזוי עצבי. הבנת האופן שבו המוח מעבד מוזיקה עשויה לסייע בפיתוח בדיקות למצבים בהם יכולת העיבוד של המוח נפגעת, למשל במצב של דמנציה.
חוקרים מצרפת מדדו את פעילות המוח של מוזיקאים שדימיינו שהם מקשיבים ליצירה מוסיקלית, והשוו את התוצאות לפעילות המוח כאשר שמעו את אותה מוזיקה. החוקרים בדקו מוזיקאים מקצועיים מכיוון שהם מאומנים לדמיין מוזיקה בצורה ומדויקת. הם יכולים לדמיין את המוזיקה כשהם קוראים תווים מבלי לשמוע את היצירה או לגעת בכלי נגינה. מוזיקאים גם מסוגלים לחזות טוב יותר שמאנשים שאינם מוזיקאים אילו תווים יגיעו בהמשך היצירה, והם גם מסוגלים לחזות אילו תווים יגיעו אחרי דממה במוזיקה. תוצאות המחקרים פורסמו בכתב העת The Journal of Neuroscience.
חוסר ההתאמה בין מה שאנחנו מצפים לשמוע לבין מה שאנו שומעים בפועל הוא חלק מההנאה שאנו שואבים בהאזנה למוזיקה, וזה מה שמושך את תשומת הלב שלנו וגורם לנו להמשיך להקשיב ליצירה. מבחינה מוזיקלית, ההפסקות והמנוחות הן לפעמים החלק החשוב ביותר במוזיקה. לפעמים השתיקות ביצירה חזקות יותר מהמוזיקה בפועל, והדממה הסופית באולם קונצרטים כשיצירה מסתיימת היא חזקה במיוחד, שכן אחרי כמה שניות מגיע הזמן בו הקהל מוחא כפיים.
במחקרים קודמים, ערכו למוזיקאים הדמיות MRI פונקציונאלי (fMRI) בזמן שביצעו משימות אילתור ויצירה, אשר מדדו את רמות החמצן בדם במוח בזמן הפעילות של המוזיקאים. המחקרים הראו שבזמן האזנה למוזיקה, מספר אזורים במוח מופעלים, כולל אזורי הבנת שפה ואזורים מוטוריים.
בשני המחקרים האחרונים, המדענים השתמשו בבדיקות EEG כדי לחקור את האותות החשמליים המהירים המתרחשים במוח כאשר מוזיקאים דמיינו או האזינו למוזיקה. בדיקות EEG מסוגלות למדוד פליטות של אותות חשמליים על ידי המוח ושינויים מהירים בפעילות המוח כל 10 מילי שניות. לעומת זאת fMRI מודד את פעילות המוח בעקיפין באמצעות שינויים בזרימת הדם רק כל 2 שניות. לכן בדיקות EEG יכולות לבדוק את השינויים המהירים בעיבוד המוח המתרחשים מיד עם השינויים במוזיקה.
בשונה ממדידות fMRI, אותות חשמליים מספקים ממד נוסף, מכיוון שהם יכולים להיות חיוביים או שליליים, ותנודות אלו מספקות מידע מפורט אודות פעילותו העדינה של המוח. לדוגמה, במחקר הראשון נמצא שהאזנה למוזיקה יוצרת אות חשמלי חיובי גדול, ואילו כשמדמיינים קטע מוסיקלי, נוצר אות חשמלי שלילי וחלש.
החוקרים גם גילו שהמוח יכול לווסת פעילות חשמלית על פי צלילים או שתיקות התואמות את הציפיות שלנו. לפי ממצאיהם, בזמן האזנה למוזיקה, המוח גם מנבא את המוזיקה בדיוק כפי שהוא עושה כאשר אנשים מדמיינים שהם שומעים מוזיקה. משמעות הדבר היא שהקשבה כוללת שני תהליכים: עיבוד שמיעתי וחיזוי קוגניטיבי.
בחלק הראשון של המחקר ביקשו החוקרים מ-21 מוזיקאים מקצועיים מהקונסרבטוריון הלאומי בפריז לקרוא תווים של יצירות של באך ולנגן אותן. בזמן שהיו מחוברים ל-EEG, הם התבקשו לדמיין את היצירות ולאחר מכן להאזין לביצוע של אותן יצירות. התגלה שהאותות העצביים העומדים בבסיס הדמיון המוסיקלי ניתנים למדידה והם קשורים לחיזוי מלודי, כלומר מה שהמוזיקאים ציפו לשמוע אחרי שקראו את התווים.
בניסוי שני, החוקרים חקרו 21 מוזיקאים מקצועיים בתנאים דומים לאלה במחקר הראשון. הפעם הם גילו שתהליך החיזוי המוזיקלי נמשך גם הזמן ההפסקות במוזיקה. כשבדקו את המוזיקאים בזמן שהאזינו למוזיקה ובזמן שדמיינו יצירה מוזיקלית, החוקרים מצאו שהפעילות העצבית כאשר מדמיינים מוזיקה דומה מאוד לפעילות העצבית כאשר מאזינים להפסקות שבמוזיקה.
הסבר אפשרי הוא שכאשר מאזינים למוזיקה, מכירים את המבנה של היצירה, ויודעים מה התווים הבאים יכולים להיות ומה הם לא יכולים להיות. המוח עושה שני דברים במקביל: הוא מגיב למה שהוא שומע, וגם מנסה לחזות את הצליל הבא.
בבדיקה של החוקרים, בזמן שהיתה הפסקה במוזיקה, מדידת ה-EEG היתה זהה למדידה של סימני חיזוי במוח. המוח "מעדכן" את התחזית שלו ומבצע תחזיות לגבי התווים וההפסקות שמגיעים לאחר מכן. במלים אחרות, כאשר המוח נתקל בהפסקה במוזיקה, הוא מייצר תגובה חזקה של חיזוי.
החוקרים מציינים שהאותות העצביים שגילו מצביעים על כך שהפסקות במוזיקה מעובדות על ידי המוח שלנו כמידע חדש, מה שהופך אותן לחלק מהותי מתהליך תפיסת המוזיקה. הם גם מציינים שהמוזיקה למעשה מבודדת שתי פעילויות של המוח, לדמיין ולחזות. למעשה, היכולת לדמיין חיונית כדי לחזות. יש לכך משמעות מעבר למוזיקה, שכן המידע הזו יכול לשמש במחקר של דיבור ופעילויות אחרות.
ידוע שאנשים הסובלים מדמנציה שומרים על היכולת שלהם לנגן מוזיקה, אך יכולתם לנקוב בשמות קטעי מוזיקה נוטה לרדת. שינויים בעיבוד קול עשויים להיות מאפיין מוקדם של מחלת האלצהיימר ומצבים נוירודגנרטיביים אחרים. אות החיזוי הצפוי בשתיקות מוזיקליות עשוי להיפגע ולספק אזהרה מוקדמת לפגיעה בעיבוד הקוגניטיבי של מוזיקה ודיבור כאחד. משום כך, לדברי החוקרים, האזנה למוזיקה תוך בדיקת EEG יכולה להפוך לכלי הערכה קוגניטיבי חדש אשר עשוי להוות מוקד לחקרים עתידיים בתחום זה.
