Come il cervello trasforma le frequenze in musica

Come nasce la musica? La risposta più probabile è che venga da uno strumento. O da diversi strumenti. Ma in realtà la musica nasce prima nel nostro cervello.

Quando l'aria trasporta le onde sonore verso l'orecchio, queste mulinano attraverso i canali uditivi a circa 1000 km/h e infine si scontrano con il timpano alla fine del vicolo cieco, questo impatto scatena una favolosa reazione a catena sull'altro lato del timpano. Alla fine si sente un suono (la nostra insegnante di canto Lea Lu vede persino i colori, è una cosiddetta sinestesista). Se guardate uno spartito, ci sono delle note che rappresentano l'alfabeto dei toni. Se si suonano le note nell'ordine indicato, si ottiene un brano musicale. Quindi i toni dovrebbero essere musica, non è vero? Sebbene questa affermazione non sia affatto sbagliata, non è nemmeno del tutto completa. Ciò che deve accadere perché i suoni diventino musica ha a che fare con la fisica, la matematica, la biochimica, la neurologia e un pizzico di psicologia in più.

TL;DR: La musica come esperienza emotiva è più che note messe insieme. Non viene creata sullo spartito, ma nella vostra testa, mentre il vostro cervello cerca di trovare schemi nello tsunami di frequenze e ritmi.

Torniamo al momento in cui il suono è appena arrivato nei vostri timpani. Poco prima avete premuto un tasto del pianoforte, avete suonato l'archetto del violino, avete colpito un tom della batteria, o qualsiasi altra cosa. Ora inizia la parte fisica dell'udito, perché quel movimento a sua volta ha fatto vibrare l'aria, che è stata trasportata al padiglione auricolare e, attraverso le spire del condotto uditivo, al timpano, una sottile membrana.

È qui che inizia la parte anatomica dell'udito: il timpano trasmette la vibrazione alle ossa più piccole dello scheletro, che sono collegate a un tubo arricciato in cui i peli più sottili sono circondati da un fluido viscoso. Non appena il fluido inizia a muoversi, alcuni peli si piegano.

A questo punto inizia la parte neurologica dell'udito: Se un pelo viene piegato con sufficiente forza, alla sua radice si scarica una tensione elettrica che sale fino al cervello e viene captata dal centro uditivo. Lì, l'impulso passa di cellula in cellula finché non è il turno di quella responsabile di questo segnale. In quel momento, la nostra coscienza si accende e registriamo il suono.

L'onda sonora che costituisce l'origine del suono nella vostra testa può essere mappata come una cosiddetta onda sinusoidale e ha una frequenza. Le frequenze sono espresse in hertz (Hz) e i suoni che attraversano lo spazio e il tempo come sinusoidi sono chiamati toni sinodiali. I toni sinodiali hanno una frequenza fondamentale e degli overtones che sono multipli della frequenza fondamentale. Alcuni peli rispondono a determinate frequenze, e sapere questo aiuta a capire cosa sono gli armonici - il prossimo mistero della musica.

Per ottenere un'armonia, un tono da solo non è sufficiente. Ne occorrono diversi e questi devono avere le frequenze giuste. I toni combinati suonano consonanti (un'altra parola per "armonici") all'orecchio quando le rispettive frequenze sono in un rapporto favorevole tra loro. Toni multipli con la stessa frequenza fondamentale o con sovratoni divisi hanno un suono piacevole, armonico appunto.

Un esempio eccellente per capire questa cosa delle frequenze e dell'armonia è l'accordatura di una chitarra: quando si ruota l'action e si avvita la nota più in alto o più in basso, si può facilmente sentire come le forme d'onda di entrambe le note si annidino lentamente o comincino ad aggrovigliarsi. Quando la vibrazione delle corde crea uno schema all'interno della stessa gamma di frequenze, c'è armonia, altrimenti no. L'armonia, quindi, è una questione matematica secca come l'osso.

Ora immaginate di aver eseguito una triade che scalda il cuore. L'armonia non potrebbe essere più dolce, un brivido piacevole corre lungo la schiena e la pelle d'oca si insinua fino ai palmi delle mani. Eppure, dopo pochi secondi l'ebbrezza finisce, e ogni volta che fate suonare la vostra triade assassina, la sensazione piacevole dura sempre meno. Alla fine, siete annoiati e andate all'armadio delle pulizie e iniziate a smistare le lampadine.

Quello che ancora vi manca è una storia, un tema con un arco di suspense, tante piccole sottotrame, un colpo di scena o due e, infine, una risoluzione positiva. In altre parole, manca la melodia. Mentre i toni sono un fenomeno fisico, anatomico e neurologico e le armonie seguono leggi matematiche, la melodia è il punto di partenza della psicologia. È la sequenza ritmica delle frequenze che trasforma l'armonia in una storia. A noi esseri umani possono piacere i bagni di sole, il cibo unto e i posti comodi dove dormire, ma noi AMIAMO le storie. Il nostro cervello va matto per le storie perché mettono tutto in una sequenza logica e mantengono l'ordine (attenzione: questo è anche il punto di contatto tra suoni e musica). Tuttavia, è piuttosto esigente quando si tratta di storie: se la trama è troppo facile da capire, troppo semplice, ci annoiamo bruscamente. E se è troppo contorta e complicata, troppo complicata, la liquidiamo come rumore.

I lettori critici si chiederanno giustamente: chi o cosa decide che la melodia è troppo semplice o troppo distaccata? La risposta è: sono le nostre associazioni individuali, le immagini interiori e gli stati d'animo suscitati dalle armonie e dalla loro progressione. È una questione di gusto personale, ma anche di ambiente sociale, dal quale abbiamo copiato un certo senso estetico crescendo. E con questo modello per il bello e l'eccitante della vita, ci avviciniamo a questa melodia con una certa aspettativa; immaginiamo cosa accadrà dopo. Il fatto che non ci lasciamo travolgere dalla melodia e non spegniamo completamente la testa ha a che fare con il nostro cervello e con il suo rapporto letteralmente nevrotico con gli schemi. Il cervello è uno specialista nel riconoscere gli schemi. Questo è necessario per potersi muovere rapidamente nella vita di tutti i giorni senza dover passare un'eternità su ogni dettaglio: Riconoscere in un attimo le regolarità del nostro ambiente ci aiuta a separare il pericolo dalla piacevolezza. In effetti, il cervello è così appassionato di schemi che, anche quando non ce ne sono, vuole ostinatamente farci credere che ce ne siano (per esempio, quando guardiamo la luna e ci vediamo un volto o le nuvole ci sembrano animali).

Questa macchina iperpotente di riconoscimento dei modelli nella nostra testa è anche quella che alla fine fa musica dai suoni: quando un'intera orchestra con 50 strumenti tuona, anche il cervello umano è sopraffatto dal compito di tradurre le singole frequenze in toni, di mettere ciascuno di essi in relazione con tutti gli altri come armonie e di seguire simultaneamente la melodia. Il cervello invece fa ingegnosamente questo: in questo tsunami di toni, cerca modelli sovraordinati e li segue semplicemente. Grazie a questa drastica riduzione della complessità, il cervello non deve dichiarare fortfait già con i canti natalizi, ma può regalarsi i brani più epici e darci il massimo del piacere. Per essere precisi: Il piacere non è a priori nelle note e nei suoni, ma nasce quando nel cervello si scatenano cascate di fuochi d'artificio neuronali di ormoni della ricompensa, con cui l'evoluzione ci premia per la nostra capacità di riconoscere i modelli (in questo caso, le armonie). Questa capacità è plasmata da un lato dalle nostre origini - il free jazz non è immediatamente evidente a tutti - e dall'altro dai nostri geni: poiché nel nostro materiale genetico non sono presenti solo il colore degli occhi e la statura, ma anche le capacità individuali di riconoscere gli schemi, diventa improvvisamente comprensibile perché la musica funzioni come un linguaggio universale. E le endorfine (gli ormoni della felicità) aumentano davvero quando il brano colpisce esattamente il punto più dolce, dove il bell'ordine di dolci armonie viene scombussolato nei punti giusti da piccanti disarmonie. Solo l'armonia e nessuna disarmonia mette il cervello sotto pressione, mentre il contrario lo sovraccarica.

Nelle lezioni di musica non si esercita solo l'abilità delle dita, ma si allenano anche i sensi, che ci aiutano nei rapporti con le altre persone. E sembra che questa componente sociale delle frequenze e delle armonie sia in buona parte responsabile del privilegio che abbiamo di sperimentare i suoni come musica.

Video sull'argomento: http://youtu.be/i_0DXxNeaQ0

Altre fonti:

http://www.quora.com/Why-do-certain-musical-notes-sound-good-together

http://www.ethanhein.com/wp/2013/can-science-make-a-better-music-theory-2/

http://www.quora.com/Can-Earworms-be-created-artificially

http://www.openculture.com/2014/09/why-we-love-repetition-in-music-explained-in-a-new-ted-ed-animation.html

Lehrer, Jonah (2008): Igor Stravinski. La fonte della musica. In: Proust Was a Neuroscientist, capitolo 6. First Mariner Books. Boston, New York. Pp. 120-143.

Immagine: Gerardo Lazzari via http://www.imcreator.com/