Musiikki on läsnä kaikkialla, eikä sen voimaa kannata vähätellä.

Oletko joskus kävellyt ulos kaupasta ihan muun ostoksen kanssa, mitä alun perin suunnittelit? Kenties sinua ohjailtiin tietämättäsi. Musiikilla nimittäin voi vaikuttaa muun muassa siihen, kuinka ihmiset toimivat.

Jos haluat tietää, miten havaitsemme musiikkia, miten reagoimme siihen ja miten musiikillinen koulutus vaikuttaa havaintoihimme ja reaktioihimme, kannattaa istahtaa alas Petri Toiviaisen kanssa.

Toiviainen havainnollistaa tutkimusmenetelmiään jakamalla ne kolmeen tasoon: kognitiivis-affektiiviseen, neuraaliseen ja keholliseen.

– Kognitiivis-affektiivista tasoa tutkitaan käytännössä kuuntelukokeilla. Tällöin koehenkilöiden pitää arvioida heille soitetusta musiikista esimerkiksi sitä, kuinka iloisena, surullisena tai kenties pelottavana he sen kokevat, Toiviainen selventää.

Neuraalisella tasolla liikuttaessa hyödynnetään aivomittausta, tarkemmin sanoen funktionaalista magneettiresonanssikuvausta. Sen avulla nähdään, kuinka aivot reagoivat tiettyihin ärsykkeisiin. Tämän aivomittaustekniikan avulla tutkijat pääsevät käsiksi myös tunnealueisiin, jotka sijaitsevat aivojen keskiosassa. Ja musiikistahan ei oikeastaan voi puhua ilman tunteita.

– Nämä kaksi tasoa, kognitiivis-affektiivinen ja neuraalinen, kulkevat tutkimuksessa usein käsikkäin. Tarkoituksena on sitoa kuuntelukokeissa saatu subjektiivinen kokemus neuraaliseen tasoon ja selvittää, löydämmekö vaikkapa iloiselle tai surulliselle musiikille tietynlaiset aivovasteet, Toiviainen kertoo.

Kolmatta eli kehollista tasoa tutkittaessa voidaan vaikkapa tarkkailla musiikin tahtiin tanssivia ihmisiä: kuinka he reagoivat musiikkiin ja ovat liikkeiden kautta vuorovaikutuksessa keskenään. Tällöin apulaisena on liikekaappausteknologia. Kameroiden ja infrapunan avulla liikkeitä voidaan mallintaa kolmiulotteisesti ja luoda myös animaatioita liikkuvista ihmisistä.

– Se, millä tavalla tanssit ja kommunikoit liikkeillä tanssipartnerisi kanssa paljastaa esimerkiksi sen, oletko empaattinen vai et, Toiviainen sanoo.

Monitieteistä innovointia

Musiikkitiede on luonteeltaan monitieteistä. Siinä yhdistyy humanistinen tiede, tietojenkäsittely ja aivokuvantaminen.

– Itsehän olen musiikkitieteestä väitellyt fyysikko, Toiviainen naurahtaa.

Toiviainen tekee kollegoidensa kanssa paljon laskennallista musiikkianalyysia, missä Jyväskylän yliopiston musiikintutkijat ovatkin maailman kärkiluokkaa. He kehittävät menetelmiä, joilla musiikkiäänitteestä voidaan tietokoneella analysoida erilaisia piirteitä, kuten rytmiä ja sointiväriä.

– Näillä piirteillä voidaan ennustaa musiikin havaitsemista ja musiikin synnyttämiä aivovasteita. Esimerkiksi tietynlainen rytmi tai sointiväri liittyy yleensä aktiiviseen tunnetilaan. Laskennallinen musiikkianalyysi on tarkkaa, toistettavissa olevaa ja tehokasta: pystymme analysoimaan vaikka miljoona kappaletta yhdellä napinpainalluksella, Toiviainen kertoo.

Laskennallinen musiikkianalyysi onkin edesauttanut merkittävän innovaation syntymistä: Aivovasteiden tutkimisessa voidaan käyttää oikeaa musiikkia, kun musiikin piirteet voi analysoida äänitteistä. Näin päästään etsimään ne aivoalueet, jotka prosessoivat musiikkia.

– Aiemmin oikean musiikin tilalla on käytetty keinotekoista musiikkia, kuten erilaisia rytmejä. Ajatuksemme oli, että erilaisista musiikillista piirteistä johtuen oikeaa musiikkia kuunnellessa aivovasteet ovat enemmän kuin vaan osiensa summa, Toiviainen taustoittaa.

Aivovasteet ovat kiinnostavia siinäkin mielessä, että ne ilmiantavat mahdollisen muusikkoutesi.

– Opetimme tietokoneen luokittelemaan ihmiset muusikkoihin ja ei-muusikkoihin sen perusteella, miten heidän aivonsa reagoivat rytmiin, sointiväriin ja tonaliteettiin. Onnistuimme myös löytämään ne aivojen osat, joissa muusikoilla ja ei-muusikoilla on suurimmat erot. Tämä havainnollistaa, mihin aivojen osiin musiikillinen koulutus vaikuttaa, Toiviainen kertoo.

Tutkimukset ovat paljastaneet aivoista muutakin kiinnostavaa. Muusikoilla aivokurkiainen on yleensä isompi kuin ei-muusikoilla. Tämän arvellaan johtuvan käsien liikeratojen koordinoinnista.

– Soittaessa tiedonsiirron täytyy olla tehokasta aivopuoliskojen välillä. Aivokurkiainen toimii tiedonvälittäjänä ja tämä työskentely suurentaa sitä. Ihan kuten mikä tahansa lihas kasvaa treenatessa, Toiviainen huomauttaa.

Musiikintutkimuksella on kaupallisia ja terveydellisiä sovelluksia

Palataanpa vielä sinne kauppaan. Asiakkaiden ohjaaminen musiikilla on nimittäin ihan tutkittu juttu.

– Klassinen tutkimus tästä tehtiin kaupassa, jossa myytiin saksalaisia ja ranskalaisia viinejä. Vuoropäivinä kaupassa soitettiin saksalaista ja ranskalaista musiikkia. Saksalainen musiikki sai ihmiset ostamaan saksalaisia viinejä ja toisinpäin, Toiviainen kuvaa.

Lounasravintoloita puolestaan kiinnostanee tieto siitä, että musiikkivalinnalla he voivat tuplata myyntinsä. Jos halutaan, että ihmiset syövät ja poistuvat nopeasti, jotta uusia asiakkaita mahtuu sisään mahdollisimman tiuhaan tahtiin, niin nopeatempoinen musiikki auttaa.

Kaupallisten sovellusten lisäksi musiikintutkimuksen tuloksia voi hyödyntää musiikkiterapiassa. Musiikkiterapiassa erityisesti asiakkaan ja terapeutin välinen kehollinen vuorovaikutus on olennaista ja se kertoo osaltaan siitä, kuinka terapia edistyy.

– Musiikkiterapiassa vuorovaikutus tapahtuu monella tasolla: yhdessä soittamalla, verbaalisesti ja liikkeiden välityksellä. Kun aivojen musiikkiprosessointia opitaan ymmärtämään paremmin, niin voimme myös kehittää tehokkaampia musiikkiterapiamenetelmiä erilaisille kohderyhmille, Toiviainen kertoo.

Kaikkien innovaatioiden ja uusien tutkimustulosten jälkeen aivot ovat kuitenkin edelleen kuin merenpohja. Lähimainkaan kaikkea ei vielä tiedetä eikä tunneta.

– Tutkittavaa ja löydettävää kyllä riittää jatkossakin, Toiviainen sanoo.