Charles Limb: Je brein op improvisatie

Musicus en onderzoeker Charles Limb vroeg zich af hoe de hersenen werken tijdens muzikale improvisatie. Hij plaatste jazzmuzikanten en rappers in een fMRI om dat na te gaan. Wat hij en zijn team ontdekten, heeft vergaande implicaties voor ons begrip van allerlei soorten creativiteit .

Ik ben een chirurg die creativiteit bestudeert,

maar ik heb nog nooit een patiënt horen zeggen:

"Ik zou willen dat je creatief bent tijdens de operatie."

Er zit dus een klein beetje ironie aan vast.

Maar ik kan wel zeggen dat, na heel wat operaties,

het iets weg heeft van het bespelen
van een muziekinstrument.

Dit soort van diepe en blijvende fascinatie voor geluid

is wat me ertoe bracht zowel chirurg te worden

als de wetenschap van geluid, en met name muziek, te bestuderen.

De komende paar minuten ga ik met jullie proberen te praten

over mijn carrière:

hoe ik in staat ben om muziek te bestuderen.

Ik worstel echt met de vraag

hoe de hersenen in staat zijn om creatief te zijn.

Ik werkte vooral aan de Johns Hopkins University.

Maar eerder ook aan het National Institute of Health.

Ik ga een aantal wetenschappelijke experimenten overlopen

en drie muzikale experimenten proberen toe te lichten.

Ik begin met het afspelen van een video.

Deze is van Keith Jarrett, een bekende jazzimprovisator.

Waarschijnlijk het meest bekende, iconische voorbeeld

van iemand die improvisatie
echt op een hoger niveau heeft getild.

Hij kan hele concerten

uit het hoofd improviseren.

Nooit speelt hij iets opnieuw op exact dezelfde manier.

Als een vorm van intense creativiteit

denk ik dat dit een goed voorbeeld is.

We gaan deze video even bekijken.

(Muziek)

Het is een opmerkelijk, geweldig iets dat hier gebeurt.

Ik ben altijd - als luisteraar, als fan -

uiterst verbaasd als ik hiernaar luister.

Ik denk: hoe kan dit?

Hoe kunnen hersenen zoveel informatie,

zoveel muziek spontaan genereren?

Ik wilde dit concept wetenschappelijk aanpakken.

Die artistieke creativiteit is toverachtig, maar geen toverij.

Ze is een product van de hersenen.

Je vindt niet veel hersendode mensen die kunst creëren.

Ik ging ervan uit dat artistieke creativiteit

in feite een neurologisch product is.

Ik ging uit van de stelling dat we dat konden bestuderen

net zoals elk ander complex neurologisch proces.

Ik vind dat je hier een aantal sub-vragen moet stellen.

Kan je creativiteit echt wetenschappelijk onderzoeken?

Volgens mij een goede vraag.

Ik kan je vertellen dat de meeste wetenschappelijke studies

van muziek nogal ondoorzichtig zijn.

Als je je er doorheen worstelt, vind je er nauwelijks muziek in terug.

Ze lijken volledig onmuzikaal

en gaan volledig aan de muziek voorbij.

Zo komen we aan de tweede vraag:

waarom zouden wetenschappers creativiteit bestuderen?

Misschien zijn we niet de juiste mensen om dit te doen.

Misschien wel,

maar vanuit een wetenschappelijk perspectief

hebben we het vandaag veel over innovatie gehad,

de wetenschap van innovatie.

Ons begrip van hoe het brein innoveert,

staat nog in de kinderschoenen.

Wij weten heel weinig
over hoe we in staat zijn om creatief te zijn.

Ik denk dat we

de komende 10, 20, 30 jaar gaan zien hoe

een echte wetenschap van creativiteit zal ontluiken en bloeien.

Omdat we nu nieuwe methoden hebben die ons in staat stellen

om een proces als complexe jazzimprovisatie

nauwgezet te bestuderen.

Alles is terug te voeren op hersenprocessen.

Wij hebben allen deze opmerkelijke hersenen

die op zijn zachtst gezegd slecht worden begrepen.

Ik denk dat neurowetenschappers

veel meer vragen dan antwoorden hebben.

Ik ga jullie vandaag niet veel antwoorden kunnen geven,

alleen een pak vragen stellen.

Dat is waarmee ik mij in mijn lab bezighoud.

Ik vraag wat dit brein doet om ons dit te laten doen.

Dit is de belangrijkste methode die ik gebruik:
de functionele MRI.

Hij lijkt op een MRI-scanner,

maar deze is op een speciale manier uitgerust

om niet alleen foto's van je hersenen te nemen,

maar ook foto's van de actieve gebieden erin.

Dat gaat als volgt.

Het heet BOLD-beeldvorming,

of bloedzuurstofgehaltebeeldvorming.

In een fMRI-scanner

lig je in een grote magneet

die je moleculen in bepaalde gebieden een richting geeft.

Wanneer een gebied in de hersenen actief is,

wordt er meer bloed naar dat gebied geleid.

Die bloedstroom veroorzaakt een bloedtoename

in dat gebied en daardoor

een verandering in de concentratie van deoxyhemoglobine.

Die stof kan worden gedetecteerd door MRI

terwijl dat niet zo is voor oxyhemoglobine.

Met deze methode

- we meten de doorbloeding, niet de neurale activiteit -

zien we aan de doorbloeding of een bepaald hersengebied

actief was tijdens een bepaalde taak.

Dat is het principe van fMRI.

Het wordt al sinds de jaren 90 gebruikt

om echt complexe processen te bestuderen.

Nu ga ik een studie laten zien

namelijk 'Jazz in een fMRI-scanner'.

Gedaan samen met mijn collega, Alan Braun, bij het NIH.

Dit is een korte video van dit project.

(Video) Charles Limb: Dit is een plastic MIDI-pianoklavier

dat we gebruiken voor de jazz-experimenten.

Het is een klavier met 35 toetsen,

ontworpen om in de scanner passen.

Het moet magnetisch veilig te zijn en

slechts een minimale interferentie vertonen.

Want dat zou een artefact kunnen veroorzaken.

Met dit kussen kan het rusten op de benen van de spelers

terwijl ze al spelend in de scanner liggen.

Het maakt geen direct geluid.

Het stuurt een MIDI-signaal -

of een Musical Instrument Digital Interface -

via deze draden naar die doos en vervolgens naar de computer.

Die geeft dan hoogwaardig pianomuziek als dit weer.

(Muziek)

(Muziek)

CL: OK, zo werkt het.

Door middel van dit pianotoetsenbord

kunnen we nu een muzikaal proces bestuderen.

Wat doen we nu met dit coole pianoklavier?

Niet alleen zeggen: "Geweldig klavier!"

Het gaat om een wetenschappelijk experiment.

En wat houdt dat in?

Wat gebeurt er in de hersenen
als iets gememoriseerd en aangeleerd wordt?

Wat gebeurt er in de hersenen als iets

spontaan wordt gegenereerd of geïmproviseerd,

op een manier die daarmee motorisch overeenkomt,

in termen van lagere zintuiglijke motorische functies?

Dit zijn de paradigma's. Een toonladderparadigma.

Dat is gewoon het spelen en onthouden van een toonladder, op en af.

En dan is er het improviseren op een toonladder -

vierde noten, metronoom, de rechterhand -

wetenschappelijk zeer veilig,

maar muzikaal echt saai.

En dan het onderste, het jazzparadigma.

We brachten professionele jazzmuzikanten naar het NIH,

en we lieten ze dit muziekstuk links vanonder instuderen -

dat is wat je me hoorde spelen.

Vervolgens moesten ze improviseren op exact dezelfde akkoordenschema's.

Dat geluidspictogram rechts vanonder

is een voorbeeld van wat werd opgenomen in de scanner.

(Muziek)

Het is niet de meest natuurlijke omgeving,

maar ze zijn in staat om echt muziek te spelen.

Ik heb die solo al 200 keer beluisterd

en ik vind hem nog steeds leuk.

De muzikanten voelden er zich uiteindelijk comfortabel bij.

Eerst hebben we het aantal noten gemeten.

Speelden ze al improviserend meer noten?

Neen.

Dan keken we naar de hersenactiviteit.

Ik ga proberen om dit voor jullie samen te vatten.

Dit zijn contrastkaarten die het verschil tonen

tussen wat er verandert als je improviseert

in tegenstelling tot als je iets hebt van buiten geleerd.

In het rood zie je een actief gebied in de prefrontale cortex,

de frontale kwab van de hersenen.

In het blauw zie je dit gebied dat werd uitgeschakeld.

Dus zagen we dit centrale gebied,
de mediale prefrontale cortex,

waar de activiteit omhoog ging.

Maar in dit brede gebied,
de laterale prefrontale cortex,

ging de activiteit naar beneden.
Ik vat het even samen.

Dit zijn multifunctionele gebieden van de hersenen.

Ik wil benadrukken dat dit niet 'de jazzgebieden' van de hersenen zijn.

Ze doen een heleboel dingen

die te maken hebben met zelfreflectie,

introspectie, werkgeheugen, enzovoort.

Echt bewustzijn zit in de frontale kwab.

Maar wij zien deze combinatie:

een gebied dat wellicht betrokken is bij zelfcontrole,
gaat uit,

en dit gebied dat als autobiografisch

of zelfexpressief wordt gezien, gaat aan.

We denken dat, althans in deze voorlopige -

Het is maar een studie. Ze is waarschijnlijk verkeerd.

Maar het is een studie.

Wij denken dat het op zijn minst een redelijke hypothese is

dat, om creatief te zijn,

je deze rare dissociatie in je frontale kwab moet hebben.

Een gebied gaat aan, en een groot gebied gaat uit,

zodat je niet geremd bent,
zodat je bereid bent om fouten te maken.

Je mag niet voortdurend

al deze nieuwe generatieve impulsen afsluiten.

Nu is muziek niet altijd een solo-activiteit -

soms wordt het in groep beoefend.

Dus was de volgende vraag:

wat gebeurt er als muzikanten heen en weer spelen,

zogenaamd "trading fours" (wisselen per vier maten),

gebruikelijk bij een jazz-experiment?

Dit is een blues van twaalf maten.

Heb ik hier opgesplitst in groepen van vier maten,

om te weten hoe je moet wisselen.

We zetten weer een muzikant in de scanner,

lieten hem deze melodie memoriseren

en lieten dan een andere muzikant in de controlekamer

interactief over en weer spelen.

Dit is een muzikant, Mike Pope,

een van 's werelds beste bassisten en een fantastische pianist.

Hij speelt nu het stuk

dat we net zagen,

net iets beter dan ik het schreef.

(Video) CL: Mike, kom binnen (Man: “May the force be with you.”)

Verpleegkundige: “Niets in je zakken, Mike?”

Mike Pope: Nope. Niets in mijn zakken. (Verpleegster: Oké.)

CL: Je moet de juiste attitude hebben om hiermee akkoord te gaan.

(Gelach)

Het is eigenlijk wel leuk.

En nu zijn we met z'n tweeën heen en weer aan het spelen.

Hij zit daar. Je kunt hier zijn benen zien.

Ik in de controlekamer hier, heen en weer spelend.

(Muziek)

(Video) Mike Pope: "Dit is een vrij goede weergave

ervan.

En het is goed dat het niet te snel gaat.

Het feit dat we het voortdurend herhalen

laat je wennen aan je omgeving.

Het moeilijkste voor mij was het kinesthetische ding.

Naar mijn handen kijken

door middel van twee spiegels.

Ik lag op mijn rug was en niet in staat om

te bewegen, behalve mijn hand dan.

Dat was een uitdaging.

Maar nogmaals,

er waren zeker momenten.

Momenten van echt,

eerlijk muzikaal samenspel, zeker."

CL: Hier een paar van die momenten.

Wat je hier ziet,

is een doodzonde in de wetenschap,

namelijk het tonen van voorlopige gegevens.

Dit zijn de data van een persoon.

De gegevens van Mike Pope.

Wat toon ik jullie hier?

Tijdens zijn trading fours met mij,
improvisatie versus memorisatie,

gingen zijn taalgebieden oplichten, Broca's gebied,

die lagerere frontale gyrus aan de linkerkant.

Ook de homologe gebieden aan de rechterkant.

Men denkt dat dit gebied betrokken is
bij expressieve communicatie.

Dit hele idee dat muziek taal is,

daar is misschien wel een neurologische basis voor.

We zien het ook als twee muzikanten een muzikale conversatie hebben.

We hebben we dit met acht personen gedaan.

We zijn net alle gegevens aan het verzamelen.

Hopelijk zullen we er iets zinvols kunnen uithalen.

Als ik aan improvisatie en taal denk, wat komt er dan?

Rap, natuurlijk, rap -

freestyle.

Ik ben altijd gefascineerd geweest door freestyle.

Hier is een video.

(Video) Mos Def: ♫ ... brown skin I be, standing five-ten I be ♫

♫ Rockin' it when I be, in your vicinity ♫

♫ Whole-style synergy, recognize symmetry ♫

♫ Go and try to injure me, broke 'em down chemically ♫

♫ Ain't the number 10 M.C., talk about how been I be ♫

♫ Styled it like Kennedy, late like a 10 to three ♫

♫ When I say when I be, girls say bend that key cut ♫

CL: Er is een hoop analogie

tussen wat er in freestyle rap en jazz gebeurt.

Er zijn veel correlaties tussen de twee vormen

van muziek in verschillende tijdsperioden.

Op allerlei manieren heeft rap dezelfde sociale functie

die jazz vroeger had.

Dus hoe doe je dan wetenschappelijk onderzoek in rap?

En mijn collega's maar denken dat ik gek ben,

maar ik denk dat er wat in zit.

Dit is wat je doet: je laat een freestyle-kunstenaar

komen en een rap, die je voor hem schreef, memoriseren.

Een die ze nog nooit hebben gehoord.

Dan laat je ze freestylen.

Ik vertelde mijn lab-leden dat ik voor TED zou gaan rappen,

en zij zeiden: "Nee, dat doe je niet."

En toen dacht ik -

(Applaus)

Hier komt het. Met dit grote scherm,

kunnen jullie allemaal met me mee-rappen. Oke?

We lieten hen

dit geluidspictogram linksonder memoriseren.

Dit is de controle. Dit is wat ze memoriseerden.

Computer: ♫ Geheugen, stomp ♫

CL: ♫ Stomp is het sein in een gekend refrein ♫

♫ Ritme en rijm, dat is pas fijn ♫

♫ Van achter de micro geef ik meppen in 't gezicht ♫

♫ Met verzen die je treffen als een bliksemschicht ♫

♫ Ik zoek naar de waarheid, een eeuwige quest ♫

♫ Mode is mijn ding niet, dat zie je aan mijn vest ♫

♫ Woorden van een psychopaat tuiten in mijn oor ♫

♫ Hij fluistert liedjesteksten die niemand anders hoort ♫

♫ De kunst van het ontdekken, de maffe gesprekken ♫

♫ Binnen in het brein van hen die zonder grenzen zijn ♫

♫ De hele woordenvloed stroomt eruit als regen ♫

♫ Een maffe wetenschapper, voor mijn brein is het een zegen ♫

(Applaus)

Ik garandeer u, dat zal nooit meer gebeuren.

(Gelach)

Wat nu zo geweldig is aan deze freestylers,

is dat ze verschillende woorden krijgen voorgeschoteld.

Ze weten niet wat er gaat komen.

Ga je gang en raak dat juiste geluidsicoon.

Ze krijgen deze drie alledaagse woorden: like', 'not' and 'head'.

Hij weet niet wat er gaat komen.

Freestyler: ♫ Ik ben een soort van [onduidelijk] ♫

♫ [onduidelijk] buitenaards-hemelse scene ♫

♫ Er was een tijd dat ik in piramides zat te mediteren ♫

♫ Twee microfoons zweefden boven mijn hoofd ♫

♫ Kijk of ik nog luister, ik spuw de woorden uit ♫

♫ Kijk wat grijns je daar ♫

♫ Ik praat met de kinderen achterin de klas ♫

♫ Over de boodschap van het einde van de tijd ♫

♫ Of niet, niet echt, want ik moet het simpel houden ♫

♫ [onduidelijk] instrumental ♫

♫ Vreselijk spel, Super Mario ♫

♫ [onduidelijk] boxen [onduidelijk] hip hop ♫

CL: Dus nogmaals, er gebeurt iets ongelooflijks.

Het doet iets dat neurologisch opmerkelijk is.

Of je van de muziek houdt of niet, is niet relevant.

Creatief gesproken is het gewoon fenomenaal.

Dit is een korte video van hoe we het doen in een scanner.

(Gelach)

(Video) CL: We zijn hier met Emmanuel.

CL: Het is opgenomen in de scanner.

(Video) CL: Hier Emmanuel in de scanner.

Hij heeft net een rijm voor ons gememoriseerd.

Emmanuel: ♫ Top van de beat zonder repeat ♫

♫ Ritme en rijm, dat is pas fijn ♫

♫ Van achter de micro geef ik meppen in 't gezicht ♫

♫ Met verzen die je treffen als een bliksemschicht ♫

♫ Ik zoek naar de waarheid, een eeuwige quest ♫

♫ Mode is mijn ding niet, dat zie je aan mijn vest ♫

CL: Oke. Ik ga stoppen. Wat zien we in zijn hersenen?

Dit zijn eigenlijk de hersenen van vier rappers.

We zien de taalgebieden oplichten,

maar als je - met gesloten ogen -

free-styling versus onthouden doet,

zie je grote visuele gebieden oplichten.

Je hebt grote cerebellaire activiteit,
die betrokken is bij motorische coördinatie.

Je hebt verhoogde hersenactiviteit als je een vergelijkbare taak doet,

als de ene taak creatief is en de andere gememoriseerd.

Het is allemaal zeer voorlopig, maar ik vind het best cool.

Conclusie: we hebben nog een heleboel vragen.

Ik zei het al: wel vragen, geen antwoorden hier.

We zoeken naar de neurologische wortel
van wat creatief genie is.

Ik denk dat we met deze methoden op de goede weg zijn.

Ik denk dat we hopelijk in de komende 10, 20 jaar

echte, zinvolle studies zullen zien,

die zeggen dat de wetenschap de kunst moet bijbenen.

Misschien zijn we er nu naar op weg.

Ik wil jullie bedanken voor jullie tijd. Dat waardeer ik.

(Applaus)