Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis sind Kernbestandteile der kognitiven Exekutivfunktionen, die durch Training verbessert werden können, wobei musikalisches Training nachweislich die exekutiven Funktionen verbessert, jedoch sind die Gehirnnetzwerke, die diesen Verbesserungen zugrunde liegen, teileise noch unklar. Studien zufolge stärkt ruhige Musik bereits die neuronale Entwicklung von Frühgeborenen, da sich die Klänge positiv auf die Verknüpfung wichtiger Hirnregionen auswirken, auch schneiden musizierende Jugendliche in Schulfächern wie Mathematik, Englisch oder Naturwissenschaften häufig besser ab. Kausel et al. (2020) haben mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie diese neuroyalen Netzwerke bei Kindern zu identifizieren versucht, die regelmäßig ein Musikinstrument lernen und spielen. Mädchen und Buben im Alter von 10-13 Jahren mit und ohne musikalische Ausbildung absolvierten dabei eine Aufmerksamkeits- und Arbeitsgedächtnisaufgabe, während ihre Gehirnaktivität gemessen wurde. Die Teilnehmer wurden mit einem Paar bimodaler Stimuli – auditiv und visuell – konfrontiert und wurden gebeten, nur auf das Auditive, nur auf das Visuelle oder auf beides gleichzeitig zu achten. Die Stimuli wurden anschliessend mit einer Gedächtnisaufgabe getestet, um die Aufmerksamkeitszuteilung zu bestätigen. Beide Gruppen hatten eine höhere Genauigkeit bei den Aufgaben, zu deren Bearbeitung sie aufgefordert worden waren, aber die Musiker hatten insgesamt eine bessere Leistung bei beiden Gedächtnisaufgaben unter allen Aufmerksamkeitsbedingungen.
Der besseren Leistung von musikalisch trainierten Kindern bei der Aufmerksamkeits- und Gedächtnisaufgabe scheinen dabei zwei verschiedene Mechanismen zugrunde zu liegen, und zwar einer, der mehr gebietsübergreifende Aufmerksamkeitsmechanismen unterstützt, und ein anderer, der mehr spezifische auditive Kodierungsmechanismen unterstützt. Diese beiden Mechanismen spiegelten sich auch in der Gehirnaktivität wider, denn die bessere Aufmerksamkeitssteuerung zeigte sich fronto-parietalen Kontrollnetzwerk, einem Netzwerk aus verschiedenen Hirnregionen, die für zielorientiertes Denken und kognitiv anspruchsvollen Aufgaben aktiviert werden. Auch der anteriore cinguläre Cortex, der für das Denken, und der Thalamus im Zwischenhirn, der für das Bewusstsein genutzt wird, waren verstärkt durchblutet. Der zweite Mechanismus manifestierte sich im unteren frontalen Gyrus und dem supramarginalen Gyrus, wobei beide Areale zur phonologischen Schleife zählen, also dem Arbeitsgedächtnissystem, das an der Hörverarbeitung, der Bildung auditiv-motorischer Verbindungen sowie am auditiven Gedächtnis von Musik und Sprache beteiligt ist. Insgesamt war auch die Interaktion verschiedener Hirnregionen bei den musizierenden Kindern deutlich verstärkt, wobei sich auch die Hirnstruktur im Frontallappen der Großhirnrinde bei der Kontrollgruppe unterschied.
Literatur
Kausel, Leonie, Zamorano, Francisco, Billeke, Pablo, Sutherland, Mary E., Larrain-Valenzuela, Josefina, Stecher, Ximena, Schlaug, Gottfried & Aboitiz, Francisco (2020). Neural Dynamics of Improved Bimodal Attention and Working Memory in Musically Trained Children. Frontiers in Neuroscience, 14, doi:10.3389/fnins.2020.554731.