Was passiert im Gehirn während verschiedener Arten von Pausen? Dieser Artikel betrachtet Mikropausen, Mesopausen und Makropausen, ähnlich wie wir das Gehirn aus mikroskopischer Perspektive - die Neuronen und Verbindungen - und aus makroskopischer Perspektive - Gehirnnetzwerke, die mehrere Regionen umfassen - betrachten können. Erfahre, warum verschiedene Arten von Pausen auf verschiedenen Ebenen der Gehirnleistung für Musiker entscheidend sind und ein breites Spektrum kognitiver Fähigkeiten abdecken, von grundlegenden Wahrnehmungs- und Aufmerksamkeitsprozessen bis hin zu motorischem Lernen und musikalischer Kreativität.
[Dieser Artikel basiert auf einem öffentlichen Vortrag, den ich im Januar 2025 für Reatch an der Universität Zürich gehalten habe. Eine Aufzeichnung ist auf Youtube unter der Playlist "nanoTalks" verfügbar]
Neuroplastizität bei Musiker:innen und Nicht-Musiker:innen
Wir Menschen haben ungefähr 80-100 Milliarden Neuronen in unserem Gehirn, etwa so viele wie Sterne in der Milchstraße! Ist das nicht faszinierend?! Und jedes dieser Neuron ist ungefähr mit 7000 anderen Neuronen verbunden! Insgesamt hat das menschliche Gehirn etwa 600 Billionen Verbindungen. Kinder haben sogar knapp doppelt so viele, etwa 1 Billiarde.
Es ist sehr interessant, dass unser Gehirn nach der Geburt keine neuen Nervenzellen mehr bildet, abgesehen von zwei Regionen: den Riechnervenzellen in der Nase und den Gedächtniszellen im Hippocampus. Im Allgemeinen ist die Reorganisation und sogar das Kappen, das Löschen von Verbindungen im Gehirn das, was unser Gehirn plastisch macht und uns beim Lernen hilft ("Neuroplastizität"). Das ist der Grund, warum Kinder mehr Verbindungen haben – ihr Gehirn ist noch nicht hierarchisch organisiert wie das unsere. Lernen hilft dem Gehirn, zu reifen, indem es unnötige Verbindungen löscht und sie auf effektivste Weise reorganisiert: Regionen mit speziellen Aufgaben und Netzwerke, die die Informationsverarbeitung organisieren.
Micro Breaks - Aufmerksamkeit, Wahrnehmung & Informationsverarbeitung
In der Musik gibt es nicht nur Töne, sondern auch Pausen zwischen den Noten. Das eine ist ohne das andere bedeutungslos. Neuronen und Neuronengruppen benötigen ebenfalls Pausen.
Sie wissen wahrscheinlich, dass, wenn ein Neuron erregt ist, ein elektrisches Signal vom Zellkörper über den Axon bis zum Ende, den Dendriten, wandert. Hier wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt und an die nächste Nervenzelle übertragen. Dazwischen gibt es eine Phase, in der es sich entspannen und den elektrische Spannung auf den Ausgangswert zurückkehren muss, damit das Neuron bereit ist, erneut erregt zu werden.
Neuronen sind natürlich nicht nur mit einem anderen Neuron verbunden, sondern auch Gruppen von Neuronen können müde werden. Das ist der Grund, warum wir nur zwei aufeinanderfolgende Töne oder Bilder wahrnehmen können, wenn die Pause zwischen ihnen lang genug ist. Andernfalls wird eines vom anderen maskiert, und wir überhören es.
Wenn höhere kognitive Funktionen ins Spiel kommen, sind Mikropausen zwischen Noten und zwischen Sätzen sogar noch wichtiger für das Gehirn des/der Musiker:in (insbesondere während des Lernens) und umso mehr für die Zuhörenden im Publikum. Die elektrisch vom Ohr zu den höheren Hirnregionen reisenden Informationen benötigen Zeit.
Hast du schon einmal einen Film oder deine Lieblingsserie mehrmals gesehen? Ich schon, und du wirst wahrscheinlich zustimmen, dass du jedes Mal Dialoge oder visuelle Details bemerkst, die du zuvor nicht bewusst wahrgenommen hast, während du andere Teile bereits auswendig aufsagen kannst. Oft folgen diese Abschnitte eng aufeinander! Das liegt daran, dass, wenn etwas unsere Aufmerksamkeit erregt - z.B. sehr emotional ist oder für uns inhaltlich wichtig - wir uns darauf übermässig konzentrieren und gleichzeitig andere Aspekte verpassen, die unmittelbar danach oder davor auftreten. Das Gehirn ist in dieser Zeit noch beschäftig, die vorherigen Eindrücke zu verarbeiten. Dieses Phänomen tritt auch sehr häufig beim Üben am Instrument auf: Wichtige, schwierige oder fehlerhafte Stellen in Musikstücke ziehen so viel Aufmerksamkeit ab, dass technische oder musikalische Unsauberkeiten oder gar Fehler, die kurz darauf (oder manchmal kurz davor) auftreten, maskiert d.h. verdeckt und von uns nicht bemerkt werden.
Warum ist das so? Wenn ich einen einfachen Ton 100-1000 Mal spiele und die elektrische Hirnaktivität ausserhalb des Kopfes aufzeichne (Elektroenzephalographie, EEG) und über alle Mittelwerte bilde, erhalten wir eine charakteristische Welle (s. Bild links). Die Spitzen und Täler entsprechen den aufeinanderfolgenden Verarbeitungsstufen auf dem Weg vom Ohr bis zur Grosshirnrinde, wo bewusste Wahrnehmung und Denken stattfinden. Die sehr frühen Wellen ab 6 ms nach dem Ton sind mit Aktivitäten im Innenohr selbst und dem Hörnerv verbunden. Sie spiegeln die periphere sensorische Verarbeitung wider. Die darauf folgenden Wellen werden durch die grundlegende Klangverarbeitung im Hirnstamm erzeugt, den unbewussten Teilen des Gehirns. Erst nach 100-200 ms erreicht die Information die Grosshirnrinde, wo der Klang bewusst verarbeitet wird. Eine Aktivierung im primären, auditorischen Kortex (blau) zeigt an: Du hast den Ton gehört. Nicht mehr, nicht weniger.
Erst spätere Wellen zwischen etwa 200ms bis zu 1 Sekunde nach dem Ton spiegeln höhere oder kognitive Analysen des Klangs in sekundären auditorischen Feldern im Gehirn wider. Zum Beispiel bewusster Vergleich mit der vorherigen Note (ist sie richtig oder falsch? reflektiert sie meine Erwartungen aus melodischer, harmonischer und rhythmischer Sicht? usw.)
(Grafik modifiziert nach Hillyard & Kutas,1983)
Ernest Hemingway, ein Schriftsteller von Kurzgeschichten, war ein Meister des Schweigens zwischen den Worten. Er wusste, was gesagt werden muss und welche Informationen indirekt zwischen den Zeilen durch das Denken und die Annahmen des Lesers übertragen werden. Mit Musik ist es ähnlich. Manchmal ist Stille mächtiger als Klang, und eins kann nicht ohne das andere auskommen. Pausen und Stille geben dem Gehirn Zeit, die Informationen kognitiv zu verarbeiten und sie mit persönlichen Erfahrungen in Verbindung zu bringen. Wir können es dann "verstehen".
Meso breaks - Motorisches Lernen und Konsolidierung von Wissen
Das ist meine Katze, Smilla. Sie ist 2 Jahre alt und schläft etwa 15-18 Stunden am Tag, im Winter mehr. Das ist völlig normal für eine Katze ihres Alters. Erst kürzlich ist mir aufgefallen: Neugeborene schlafen in etwa genauso viel wie erwachsene Katzen! Wusstest Du das?
Wenn wir erwachsen werden, nimmt der Schlafbedarf allmählich ab, bis wir als Erwachsene im Durchschnitt 7-8 Stunden am Tag schlafen - oder zumindest sollten wir das. Schlaf ist notwendig für die körperliche Erholung und das Immunsystem. Darüber hinaus ist er besonders wichtig für die plastischen Veränderungen im Gehirn die mit Lernen und Verarbeitung von Erlebten in Zusammenhang stehen. Das ist wahrscheinlich der Hauptgrund, warum Kinder mehr Schlaf brauchen.
Schlaf sowie Pausen zwischen Übungseinheiten sind wichtig für Lernprozesse. Betrachten wir das aus musikalischer Perspektive:
Als ich Studentin war, spielte ich manchmal Klaviertrio mit einem Geiger und einem Cellisten, die beide damals Musik studierten. Ich war nur eine Amateurpianistin. Wir trafen uns, um aus Spaß einige Trios zu vom Blatt zu spielen. Ein wichtiger Aspekt, den ich von diesen Sessions in Erinnerung habe, ist, dass der Cellist nach etwa 15-20 Minuten aufstand und sagte, er müsse jetzt schlafen! Dann suchte er sich einen Platz, manchmal im selben Raum, und machte ein Nickerchen! Damals fanden wir das etwas lächerlich. Später fand ich heraus, dass eine Studie gezeigt hat, dass die besten Geiger diejenigen waren, die am frühen Nachmittag zwischen den Übungseinheiten ein Nickerchen machten (Ericsson et al., 1993)! Der Cellist wusste das natürlich nicht, und letztendlich verfolgte er auch keine Karriere in der Musik, aber trotzdem erinnerte mich diese Erfahrung beim Lesen der Studie daran. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass diese Studie, die nun fast 30 Jahre alt ist, einige methodische Schwächen aufweist und nur eine Korrelation zeigt. Daraus können wir also nicht schließen, dass Schlafen Musiker besser macht. Es könnte genauso gut sein, dass gute Musiker mehr Schlaf brauchen oder dass dieser Zusammenhang aus anderen Gründen gefunden wurde.
Aber heutzutage haben wir viele Belege aus der Neurowissenschaft, die zeigen, wie wichtig Schlaf für das Lernen ist:
Menschen schlafen in verschiedenen Schlafphasen, und wir können dies von außen messen, indem wir erneut die Hirnaktivität aufzeichnen. Es gibt Phasen von tiefem und leichtem Schlaf (S1 bis S4) und REM-Schlaf.
(aus Simor et al., 2020)
Tiefschlaf tritt hauptsächlich zu Beginn der Nacht auf, und diese Art von Schlaf wurde als besonders wichtig für die Speicherung von Fakten und Wissen im Langzeitgedächtnis (Hippokampus) nachgewiesen! (z.B. Fakten wie "Wer war der Komponist von 'Für Elise'?" oder "das Stück beginnt mit einem " 'E' ").
Bis zum Ende der Nacht treten vermehrt leichtere Schlafphasen auf und besonders auch REM-Schlaf. Die REM-Schlafphase ("Rapid Eye Movements") hat ihren Namen davon, sich die Augen in dieser Phase schnell bewegen. In dieser Phase träumen wir oft lebhaft - und sie besonders wichtig für das motorische Lernen.
Wenn man motorische Lernen neurowissenschaftlich erforschen möchten, ist eine typische Aufgabe ein sogenanntes "Tapping"-Experiment. Die Finger sind nummeriert wie die Fingersätze von Pianist:innen, und die Teilnehmenden müssen lernen, bestimmte Sequenzen zu tippen - entweder ist nur eine Hand an der Sequenz beteiligt oder beide Hände.
Mehrere Forschergruppen haben diese Tapping-Aufgabe verwendet und folgendes sind die drei wichtigsten Erkenntnisse:
Musiker sind besser in der Aufgabe - nicht überraschend, denn motorisches Lernen ist das, was sie seit Jahren trainieren (Tucker et al., 2016).
Menschen, die normal schlafen durften, verbesserten sich über Nacht mehr als diejenigen, die der REM-Schlafphase beraubt wurden (die Forscher weckten sie im Wesentlichen auf, wenn sie dabei waren, in die REM-Phase einzutreten). (Kuryiama et al., 2004)
Die "Problemstellen" der Sequenzen verbesserten sich am meisten während des Schlafs. (Kuryiama et al., 2004)
Andere Studien haben auch explizit die Geschmeidigkeit des Tonleiterspiels von Pianist:innen untersucht und eine ähnliche Wirkung von REM-Schlaf festgestellt (Simmons et al., 2006).
Motorisches Lernen scheint also vom REM-Schlaf zu profitieren. Eine neurowissenschaftliche Hypothese, warum das so ist, besagt, dass während des Schlafs unnötige temporäre Verbindungen zwischen Neuronen erneut durchtrennt werden, um Bewegungen effizienter zu gestalten. Längere Pausen zwischen Übungseinheiten können einen ähnlichen Effekt haben, jedoch nur, wenn die "falschen" Muster nicht zu tief durch wiederholtes Üben verankert sind. Man muss also beim Üben auch immer wissen, wann man aufhören sollte, und dem Gehirn die Arbeit überlassen.
Für das Faktenlernen benötigen wir also die Tiefschlafphasen zu Beginn der Nacht, für das motorische Lernen benötigen besonders einen gesund-langen Schlaf, mit genügend REM-Phasen am Ende.
(Sieh auch: Schlaf - oder warum er für den musikalischen Erfolg unverzichtbar ist und Musikalisches Gedächtnis - schneller mehr merken mit dem Seepferdchen)
Macro breaks - Musikalische Kreativität und Mentale Stärke
Meine Lieblingsinsel ist Juist. Es ist eine 17-20 km lange und nur 1 km breite Insel im Nationalparkgebiet der deutschen Nordsee. Von vielen Stellen aus kann man das Meer auf beiden Seiten sehen. Es gibt nicht viel zu tun: Spaziergänge am Strand, Schwimmen im Meer, es gibt keine Autos, Pferde bringen die Post, und die Natur ist geschützt. Es gibt viel Zeit, um die Gedanken schweifen zu lassen.
Solche Pausen, in denen der Geist wandern kann und wir keine Aufgaben haben, sind wichtig für Kreativität jeder Art. Um dies zu verstehen, müssen wir uns die Makroebene des Gehirns ansehen: Gehirnnetzwerke.
Gehirnnetzwerke verbinden Regionen des Gehirns, die zusammen für einen bestimmten Zweck arbeiten. Eines dieser Netzwerke ist das Default Mode Network (DMN), und es spielt eine wichtige Rolle bei der Kreativität. Dieses Netzwerk ist normalerweise aktiv, wenn wir uns nicht mit spezifischen Aufgaben beschäftigen und einfach unseren Gedanken freien Lauf lassen. Es ist zum Beispiel auch während der Meditation aktiv, beim Nachdenken über sich selbst und andere, beim emotionalen Denken sowie bei mentaler Simulation und Imagination.
Mehrere Studien wie jene der Arbeitsgruppe um Bashwiner (2016) haben herausgefunden, dass das DMN eine entscheidende Rolle bei jeder Art von Kreativität spielt. Die Forscher:innen stellten fest, dass musikalisch kreative Menschen (zum Beispiel diejenigen, die regelmäßig improvisieren oder komponieren) relativ zum Rest des Gehirns größere Regionen in Bereichen haben, die zum DMN gehören.
Die Forscher fanden zwei weitere Arten von Netzwerken, die für Kreativität wichtig sind:
Domänenspezifische Netzwerke, die sich im Laufe von Jahren der Praxis entwickelt haben: also zum Beispiel Netzwerke aus motorische und sensorische Regionen bei Musiker:innen.
ein Emotions.Netzwerk: dieses ist möglicherweise relevant, um den Antrieb und die Motivation für kreative Tätigkeiten zu erzeugen und das künstlerisch-kreative Schaffen mit Emotionen zu beflügeln.
Gehirnnetzwerke spiegeln also verschiedene Bewusstseinszustände wider, zwischen denen wir wechseln können. Für Kreativität benötigen wir den Wechsel zwischen domänenspezifischen Netzwerken für die erforderlichen Fähigkeiten und Kenntnissen und den domänenübergreifenden Netzwerken des Mind-Wanderings bzw. der Emotionsverarbeitung. Das Default-Mode-Netzwerk ist jedoch nicht im Trubel des täglichen Lebens, im Aufgabenmodus oder während der intensiven Fokussierung auf ein Ziel aktiv. Um in diesen Zustand zu gelangen, müssen wir das unbewusste und bewusste Urteilen ("richtig", "falsch") und das kognitiv kontrollierte Verhalten reduzieren und Wahrnehmung, Vorstellungskraft und Assoziationen fließen lassen. Es ist ein Zustand entspannter, breiter, fokussierter ("beobachtender") Aufmerksamkeit im Gegensatz zu enger, aufgabenbezogener Aufmerksamkeit (konzentriert, manchmal erzwungenes "Wollen"). Es ist besonders sinnvoll, diesen Zustand entspannter, nicht be- und ver-urteilender Aufmerksamkeit während des Musizierens zu praktizieren, um den Erfolg zu maximieren und die Anfälligkeit für Leistungseinbußen, Spannungen und Ängste zu minimieren.
Wir müssen nicht in den Urlaub fahren, um das DMN zu aktivieren. Inseln des Mindwanderings können Teil unseres täglichen Lebens sein, zum Beispiel im Zug, in der Badewanne oder beim Meditieren bzw. meditativen, nicht-urteilenden Üben. Es ist kein Zufall, dass der antike griechische Begriff "Heureka" dem Mathematiker Archimedes zugeschrieben wird. Er soll nackt durch die Straßen von Syrakus gerannt sein und "Heureka" gerufen haben, weil er gerade eine Entdeckung in der Badewanne gemacht hatte. Die Lösung des Problems offenbarte sich ihmwährend des Zustands des Mindwanderingss!
Also mache es wie Archimedes oder auch wie Isaac Newton: Mache deine Übungen und Arbeit, aber nimm dir auch Zeit, unter einem Apfelbaum zu sitzen und den Apfel und die Erkenntnis auf dich herabkommen zu lassen.
Ich habe das vor 10 Jahren in Cambridge unter dem symbolischen Apfelbaum vor dem Trinity College versucht, an dem Newton studierte. Obwohl ich einige Minuten geduldig gewartet hatte, ist leider kein Apfel auf meinen Kopf gefallen. :-)
Genauso können wir leider Mind-Wandering nicht erzwingen, um kreativ produktiv zu sein - aber wir können bewusst optimale Umgebungen und Lebensgewohnheiten schaffen, um diesen Zustand so oft wie möglich als Abwechslung zum aufgaben-bezogenen, musikalischen Lernen zu erleben. Und sorge auf jeden Fall dafür, genügend "Atempausen" für die Wahrnehmung während und zwischen den Übungseinheiten sowie ausreichend Schlaf zur Festigung des Gelernten zu haben.
Was sind deine "Inseln" des Mind-Wanderings?
Quellen und weiterführende Literatur
Bashwiner, D. M., Wertz, C. J., Flores, R. A., & Jung, R. E. (2016). Musical creativity “revealed” in brain structure: interplay between motor, default mode and limbic networks. Scientific reports, 6(1), 20482.
Ericsson, K. A., Krampe, R. T., & Tesch-Römer, C. (1993). The role of deliberate practice in theacquisition of expert performance. Psychological Review, 100(3), 363–406.
Iglowstein, I., Jenni, O. G., Molinari, L., & Largo, R. H. (2003). Sleep duration from infancy to adolescence: reference values and generational trends. Pediatrics, 111(2), 302-307.
Kuriyama, K., Stickgold, R., & Walker, M. P. (2004). Sleep-dependent learning and motor-skill complexity. Learning & memory, 11(6), 705-713.
Tucker, M. A., Nguyen, N., & Stickgold, R. (2016). Experience playing a musical instrument and overnight sleep enhance performance on a sequential typing task. PLoS One, 11(7), e0159608.
Simmons, A. L., & Duke, R. A. (2006). Effects of sleep on performance of a keyboard melody. Journal of Research in Music Education, 54(3), 257-269.
Simor, P., van der Wijk, G., Nobili, L., & Peigneux, P. (2020). The microstructure of REM sleep: Why phasic and tonic?. Sleep medicine reviews, 52, 101305.
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