Em um mundo repleto de sons concorrentes, muitas vezes precisamos filtrar muito ruído para ouvir o que é mais importante. Essa habilidade crucial pode ser mais facilmente adquirida por pessoas com formação musical, de acordo com cientistas do Instituto McGovern de Pesquisa Cerebral do MIT, que usaram imagens cerebrais para acompanhar o que acontece quando as pessoas tentam concentrar sua atenção em determinados sons.

Quando Cassia Low Manting, uma recente pós-doutoranda do MIT que trabalha nos laboratórios do professor do MIT e investigador principal do Instituto McGovern, John Gabrieli , e do ex-investigador principal do Instituto McGovern, Dimitrios Pantazis, pediu às pessoas que se concentrassem em uma melodia específica enquanto outra melodia tocava ao mesmo tempo, indivíduos com formação musical foram, sem surpresa, mais capazes de acompanhar a melodia alvo. Uma análise da atividade cerebral dos participantes do estudo sugere que essa vantagem surge porque o treinamento musical aprimora os mecanismos neurais que amplificam os sons que eles querem ouvir, ao mesmo tempo que reduzem as distrações. 

“As pessoas conseguem ouvir, compreender e priorizar múltiplos sons ao seu redor, que fluem a cada momento”, explica Gabrieli, Professor Grover Hermann de Ciências da Saúde e Tecnologia no MIT. “Este estudo revela os mecanismos cerebrais específicos que processam com sucesso sons simultâneos a cada momento e promovem a atenção aos sons mais importantes. Também mostra como o treinamento musical altera esse processamento na mente e no cérebro, oferecendo insights sobre como a experiência molda a maneira como ouvimos e prestamos atenção.”

A equipe de pesquisa, que também incluiu o autor sênior Daniel Lundqvist, do Instituto Karolinska, na Suécia, divulgou suas descobertas de acesso aberto em 17 de setembro na revista Science Advances. Manting, que agora está no Instituto Karolinska, observa que a pesquisa faz parte de uma colaboração contínua entre as duas instituições.

Os participantes do estudo tinham formações musicais muito diferentes. Alguns eram músicos profissionais com profundo treinamento e experiência, enquanto outros tinham dificuldade para diferenciar as duas músicas tocadas, apesar do tom distinto de cada uma. Essa disparidade permitiu aos pesquisadores explorar como a capacidade de atenção do cérebro pode mudar com a experiência. "É muito divertido estudar músicos porque seus cérebros foram transformados de maneiras baseadas em seu treinamento", diz Manting. "É um bom modelo para estudar esses efeitos do treinamento."

Ainda assim, os pesquisadores tiveram desafios significativos a superar. Tem sido difícil estudar como o cérebro gerencia a atenção auditiva, porque quando os pesquisadores usam neuroimagem para monitorar a atividade cerebral, eles veem a resposta do cérebro a todos os sons: aqueles com os quais o ouvinte mais se importa, bem como aqueles que o ouvinte tenta ignorar. Geralmente é difícil descobrir quais sinais cerebrais foram acionados por quais sons.

Manting e seus colegas superaram esse desafio com um método chamado marcação de frequência. Em vez de tocar as melodias em seus experimentos em um volume constante, o volume de cada melodia oscilava, aumentando e diminuindo com uma frequência específica. Cada melodia tinha sua própria frequência, criando padrões detectáveis nos sinais cerebrais que respondiam a ela. "Quando você toca esses dois sons simultaneamente para o sujeito e registra o sinal cerebral, pode-se dizer que essa atividade de 39 hertz corresponde ao som de tom mais grave e a atividade de 43 hertz corresponde especificamente ao som de tom mais agudo", explica Manting. "É muito limpo e claro."

Ao combinar a marcação de frequência com a magnetoencefalografia, um método não invasivo de monitoramento da atividade cerebral, a equipe conseguiu rastrear como os cérebros dos participantes do estudo responderam a cada uma das duas melodias durante os experimentos. Enquanto as duas músicas tocavam, os participantes foram instruídos a seguir a melodia mais aguda ou a mais grave. Quando a música parava, eles eram questionados sobre as notas finais da melodia alvo: elas subiam ou desciam? Os pesquisadores poderiam dificultar essa tarefa aproximando as duas melodias em tom, bem como alterando o tempo das notas.

Manting usou uma pesquisa que perguntava sobre a experiência musical para pontuar a musicalidade de cada participante, e essa medida teve um efeito óbvio no desempenho da tarefa: quanto mais musical uma pessoa era, mais sucesso ela tinha em seguir a melodia que lhe foi solicitada.

Para procurar diferenças na atividade cerebral que pudessem explicar isso, a equipe de pesquisa desenvolveu uma nova abordagem de aprendizado de máquina para analisar seus dados. Eles a utilizaram para destrinchar o que acontecia no cérebro enquanto os participantes se concentravam na melodia alvo — mesmo, em alguns casos, quando as notas da melodia perturbadora tocavam exatamente ao mesmo tempo.

O que eles descobriram foi uma clara separação da atividade cerebral associada a dois tipos de atenção, conhecidos como atenção de cima para baixo e atenção de baixo para cima. Manting explica que a atenção de cima para baixo é orientada a um objetivo, envolvendo um foco consciente — o tipo de atenção que os ouvintes solicitavam ao seguir a melodia alvo. A atenção de baixo para cima, por outro lado, é desencadeada pela própria natureza do som. Esperava-se que um alarme de incêndio desencadeasse esse tipo de atenção, tanto pelo seu volume quanto pela sua rapidez. A melodia distrativa nos experimentos da equipe desencadeou a atividade associada à atenção de baixo para cima — mas mais em algumas pessoas do que em outras.

“Quanto mais musical alguém é, melhor ele consegue focar sua atenção seletiva de cima para baixo, e menor é o efeito da atenção de baixo para cima”, explica Manting.

Manting espera que os músicos usem sua elevada capacidade de atenção de cima para baixo também em outras situações. Por exemplo, eles podem ser melhores do que outros em acompanhar uma conversa em uma sala repleta de conversas de fundo. "Eu apostaria que há uma grande chance de que eles sejam ótimos em focar em sons", diz ela.

Ela se pergunta, no entanto, se um tipo de distração pode ser mais difícil para um músico filtrar: o som do seu próprio instrumento. A própria Manting toca piano e harpa chinesa, e diz que ouvir esses instrumentos é "como se alguém me chamasse pelo nome". Essa é uma das muitas questões sobre como o treinamento musical afeta a cognição que ela planeja explorar em seus trabalhos futuros.