De neurale årsager til medfødt amusia
Medfødt amusia er en livslang forstyrrelse i tonehøjdebehandling og musikopfattelse, der rammer ∼4% af befolkningen (Peretz et al., 2002; Peretz og Hyde, 2003). På trods af at de har normal hørelse og talegenkendelse samt ingen tidligere hjernelæsioner eller kognitive underskud, har personer med medfødt amusia svært ved at genkende melodier og registrere tonehøjdeændringer (Peretz et al., 2002; Tillmann et al., 2009; Liu et al., 2010). Deres “musikalske døvhed” menes at afspejle underliggende forringelser i tonehøjdeopfattelse og hukommelse. De underliggende neurale årsager til medfødt amusia er imidlertid stadig aktivt debatteret.
Tidligere undersøgelser har foreslået tre mulige neurale årsager til medfødt amusia. Den ene er, at medfødt amusia er forbundet med reduceret frontotemporal konnektivitet, hvilket gør det vanskeligt for personer med lidelsen at få bevidst adgang til tonehøjdeinformation kodet i deres auditive cortex (Loui et al., 2009; Hyde et al., 2011; Albouy et al., 2013, 2015; men se Chen et al., 2015). Alternativt kan de tonehøjderelaterede underskud være forårsaget af dysfunktioner i den frontale cortex (Hyde et al., 2006, 2011; Albouy et al., 2013). For eksempel afslørede Albouy et al. (2013), at lave gamma-svingninger (30-40 Hz-området) i den højre dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC) var lavere hos amusikere end hos raske kontroller. En tredje mulighed er imidlertid, at personer med medfødt amusia har unormale tonehøjderesponsive regioner i deres auditive cortex på trods af, at den auditive cortex synes at have normale reaktioner på tonehøjdeændringer (Hyde et al., 2011; Moreau et al., 2013; men se Albouy et al., 2013; Zendel et al., 2015). Norman-Haignere et al. (2016) undersøgte den tredje mulighed ved at undersøge pitch-specifik aktivering i den auditive cortex. Amusikalske forsøgspersoner og alders- og uddannelsesmatchede kontroller lyttede passivt til harmoniske toner og frekvensmatchede støj under en fMRI-scanning. Resultaterne viste, at: (1) amusikere og kontroller begge udviste stærkere aktivering i pitch-responsive voxels til harmoniske toner end til støj i en lignende anatomisk placering. (2) Der blev ikke fundet nogen forskel i pitch-responsive voxels aktivering mellem amusics og kontroller. (3) Selektiviteten af pitch-responsive voxels i den auditive cortex viste ingen forskel mellem amusics og kontroller.
Sammenfattende viste Norman-Haignere et al. (2016), at pitch-responsive regioner i amusics’ auditive cortex er sammenlignelige i omfang, selektivitet og anatomisk placering med dem hos kontroller. Disse resultater tyder derfor på, at den medfødte amusie sandsynligvis ikke er forårsaget af underskud i disse regioner, og kombineret med andre undersøgelser (Hyde et al., 2011; Moreau et al., 2013; Zendel et al., 2015), tyder de på, at amusikeres pitch-processeringsunderskud skyldes forringelser i regioner uden for de pitch-responsive områder. I betragtning af at amusics kan udvise en normal priming-effekt af noteforventning (hurtigere reaktion på forventede toner) baseret på den musikalske tonehøjdekontekst (Omigie et al., 2012), og at nogle amusics har underskud i musikopfattelse, men ikke tonehøjdediskrimination (Tillmann et al., 2009; Liu et al., 2010), er det plausibelt, at medfødt amusia skyldes underskud i frontotemporal konnektivitet eller dysfunktioner i den frontale cortex.
Nyere neurologiske fund understøtter dette argument. Undersøgelser af personer med medfødt amusia har afsløret reduceret tæthed af hvidt stof i den højre inferior frontal gyrus (Hyde et al., 2006), kortikale misdannelser i den højre inferior frontal gyrus og højre auditive cortex (Hyde et al., 2007) og unormal deaktivering i den højre inferior frontal gyrus (Hyde et al., 2011). En nyere magnetoencefalografisk undersøgelse har også rapporteret nedsatte low-gamma-svingninger i højre DLPFC under pitch memory-opgaven (Albouy et al., 2013). Disse undersøgelser er imidlertid ikke i stand til at skelne, om medfødt amusia er resultatet af svag konnektivitet, eller om det skyldes underskud i den præfrontale cortex.
En nyere undersøgelse af Schaal et al. (2015) understøtter muligheden for, at de neurale årsager til medfødt amusia er placeret i den frontale cortex. Baseret på tidligere resultater (Albouy et al., 2013) viste Schaal et al. (2015), at modulering af den højre DLPFC med transracial vekselstrømsstimulering (tACS) ved 35 Hz selektivt forbedrede tonehøjdehukommelse, men ikke visuel hukommelse, hos amusikere. Deltagerne modtog enten 35 eller 90 Hz tACS under en pitch korttidshukommelses-spanningsopgave og en visuel korttidsspanningsopgave. Resultaterne viste, at 35 Hz tACS signifikant forbedrede den adfærdsmæssige præstation i tonehøjdehukommelsesopgaven hos amusikere i en sådan grad, at der ikke var nogen signifikant forskel i præstation mellem amusikere og kontroller. Sådanne resultater tyder på en årsagssammenhæng mellem medfødt amusia og dysfunktioner i den præfrontale cortex, især den højre DLPFC.
I betragtning af at personer med medfødt amusia har normale pitch-responsive regioner i den auditive cortex, og en stigning i aktiviteten i DLPFC kan føre til præstationslettelse i en pitch memory-opgave (Schaal et al, 2015; Norman-Haignere et al., 2016), kan vi måske konkludere, at forringelserne i højre DLPFC er de vigtigste årsager til medfødt amusia. Det er dog også muligt, at den anvendte stimulation af 35 Hz tACS har moduleret konnektiviteten mellem højre DLPFC og den auditive cortex snarere end højre DLPFC selv. Der er behov for yderligere undersøgelser for at udelukke denne mulighed.
Fodnoter
-
Redaktørens note: Disse korte, kritiske anmeldelser af nyere artikler i tidsskriftet, der udelukkende er skrevet af kandidatstuderende eller postdocs, har til formål at opsummere de vigtige resultater af artiklen og give yderligere indsigt og kommentarer. For yderligere oplysninger om formatet og formålet med Journal Club, se http://www.jneurosci.org/misc/ifa_features.shtml.
-
Vi takker Xuejing Lu og Lauren Power for en effektiv diskussion, og Lauren Power og to redaktører for korrekturlæsning.
-
Forfatterne erklærer ingen konkurrerende økonomiske interesser.
- Korrespondance skal rettes til Jie Yuan,Weiqing Building, Room 311, Tsinghua University, 100084 Beijing, Kina.yuanjie11{at}mails.tsinghua.edu.cn