Wie einfache Rhythmen das Gehirn neu konfigurieren

AARHUS / LONDON (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie zeigt, dass selbst einfache rhythmische Klänge das gesamte Netzwerk des Gehirns umgestalten können. Forscher haben ein neues Werkzeug namens FREQ-NESS entwickelt, das die gleichzeitige Funktionsweise von Gehirnnetzwerken über verschiedene Frequenzen hinweg kartiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Hören rhythmischer Töne nicht nur den auditorischen Kortex aktiviert, sondern auch die breitere Netzwerkstruktur des Gehirns reorganisiert.

Eine kürzlich veröffentlichte Studie in Advanced Science zeigt, dass selbst einfache rhythmische Klänge das Gehirn umfassend umgestalten können. Die Forscher führten ein neues Analysewerkzeug namens FREQ-NESS ein, das die gleichzeitige Funktionsweise von Gehirnnetzwerken über verschiedene Frequenzen hinweg kartiert. Diese Methode ermöglicht es, die Frequenz-spezifischen Netzwerke des Gehirns mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu erfassen, ohne auf vordefinierte anatomische Regionen angewiesen zu sein.

Die Studie zeigt, dass das Hören von rhythmischen Tönen nicht nur den auditorischen Kortex aktiviert, sondern auch die breitere Netzwerkstruktur des Gehirns reorganisiert. Dies führt zu einer Verschiebung der dominanten Oszillationen und verbessert die Kommunikation zwischen langsameren und schnelleren Gehirnrhythmen. Diese Entdeckung könnte weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis der kognitiven Neurowissenschaften haben, insbesondere wie das Gehirn als dynamisches System auf externe Reize wie Musik oder Sprache reagiert.

In der Studie wurden 29 Teilnehmer, hauptsächlich Nicht-Musiker, rekrutiert, deren Gehirnaktivität mittels Magnetoenzephalographie (MEG) aufgezeichnet wurde. Die Teilnehmer hörten in einer Sitzung rhythmische Töne und in einer anderen Sitzung befanden sie sich in einem Ruhezustand. Die Analyse der MEG-Daten zeigte, dass das Gehirn während der rhythmischen Stimulation neue Netzwerke entwickelte, die auf die Stimulation bei 2,4 Hz und deren Harmonische bei 4,8 Hz abgestimmt waren.

Interessanterweise verschoben bestehende Gehirnnetzwerke ihre Frequenzpräferenzen und räumlichen Konfigurationen. Beispielsweise verlagerte sich die Spitzenaktivität des Alpha-Netzwerks von 10,9 Hz auf 12,1 Hz und von parieto-okzipitalen Regionen zu sensorimotorischen Bereichen. Diese Umstrukturierung deutet darauf hin, dass das Gehirn seine internen Dynamiken an die äußere Welt anpasst, um Informationen effizient zu verarbeiten.

Die Forscher betonen, dass FREQ-NESS ein mächtiges Werkzeug zur Kartierung von Frequenz-spezifischen Gehirnnetzwerken darstellt, jedoch auch einige Einschränkungen aufweist, wie die relativ geringe Teilnehmerzahl und das Fehlen von Basisrauschdaten. Zukünftige Arbeiten könnten sich auf ökologisch validere Stimuli konzentrieren und die Methode auf breitere und multimodale Anwendungen ausweiten.

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