인지음악학

Cognitive musicology

인지 음악학은 음악과 인지 둘 다를 이해하는 것을 목표로 음악 지식을 계산적으로 모델링하는 것과 관련된 인지 과학의 한 분야다.[1]

인지음악학은 인공지능과 인지과학에 뿌리를 두고 음악 관련 지식표현을 연구하기 위해 컴퓨터 모델링을 사용함으로써 방법론적 강조를 통해 음악심리학의 다른 분야와 차별화될 수 있다.컴퓨터 모델의 사용은 이론을 공식화하고 테스트할 수 있는 정확하고 상호작용적인 매체를 제공한다.[2]

이 학제간 분야는 뇌의 언어와 음악 사이의 유사성과 같은 주제를 조사한다.생물학적으로 영감을 받은 연산 모델은 신경망이나 진화 프로그램과 같은 연구에 포함되는 경우가 많다.[3]이 분야는 음악적 지식이 어떻게 표현되고, 저장되고, 인식되고, 수행되고, 생성되는지를 모델링하고자 한다.잘 짜여진 컴퓨터 환경을 이용함으로써 이러한 인지 현상의 체계적 구조를 조사할 수 있다.[4]

가장 단순한 멜로디를 즐기는 동안에도, 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하기 위해 동기화하는 여러 뇌 과정이 있다.자극이 귀의 과정에 들어가 과정을 거친 후, 측두엽의 일부인 청각피질에 들어가 음의 음정과 부피를 평가하여 음을 처리하기 시작한다.여기서부터 뇌의 기능은 음악의 다른 측면에 대한 분석에서 다르다.예를 들어, 리듬은 좌전두피질, 좌두두피질, 우뇌에 의해 표준적으로 처리되고 조절된다.중심 화음을 중심으로 한 음악 구조의 건물인 톤성은 전두엽 피질과 소뇌에 의해 평가된다(Abram, 2015).음악은 운동조절, 기억력, 언어, 독해, 감정과 같은 다른 상위 뇌 기능에 필수적인 역할을 하는 많은 다양한 뇌 기능에 접근할 수 있다.장애로 인해 비뮤지컬적 자극을 통해 이용할 수 없을 수도 있는 이런 기능에 접근하기 위한 대안으로 음악이 활용될 수 있다는 연구결과가 나왔다.음악학은 음악의 이용과 파킨슨병이나 난독증 같은 질병에 대한 뇌의 정보처리를 위한 대체 전송 경로를 어떻게 제공할 수 있는지를 탐구한다.

저명한 연구자

인지과학이라는 용어를 만든 다산술 크리스토퍼 롱구엣 히긴스는 인지음악학의 선구자 중 한 명이다.무엇보다도, 그는 초기 키 찾기 알고리즘의 컴퓨터 구현으로 유명하다.[5]키 발견은 톤 음악의 필수적인 요소로서, 키 찾기 문제는 지난 수십 년 동안 음악 심리학에서 상당한 관심을 끌었다.Carol Krumhansl과 Mark Schumkler는 그들의 이름을 가진 경험적으로 근거한 키 찾기 알고리즘을 제안했다.[6]그들의 접근방식은 프로브 톤 기법이라고 알려진 것에 의해 고통스럽게 결정되었던 키 프로파일에 기초한다.[7]이 알고리즘은 음악 전체를 통해 듣는 사람들의 변화하는 키 이동 감각을 추적할 수 있을 뿐만 아니라 짧은 발췌 음악에서 음악 키의 인식을 성공적으로 모델링할 수 있었다.[8]인지 음악학 분야에서의 초기 연구가 음악 인식 측면에 동적 프로그래밍을 적용한 데이비드 템플리는 크룸한슬-슈머클러 키 찾기 알고리즘에 많은 개선을 제안했다.[9]

오토 라스케는 인지 음악학의 챔피언이었다.[10]그가 공동편집한 논문집은 인지음악학의 가시성을 높이고 AI와 음악과의 연관성을 강화하는 데 기여했다.[11]이 책의 서문은 AI의 창시자 중 한 명인 마빈 민스키가 음악과 정신에 관한 그의 초기 글의 일부를 논하는 자유 바퀴 달린 인터뷰를 다시 싣는다.[12]인공지능 연구원이 된 인지과학자 더글러스 호프스태터도 AI의 관점에서 음악과 관련된 많은 아이디어에 기여했다.[13]호프스타터의 연구실에서 한동안 활동했던 음악가 스티브 라슨은 물리적인 힘과 유추하여 도출한 '뮤지컬 힘' 이론을 공식화했다.[14]호프스타터는[15] 데이빗 코프의 음악 지능 실험에도 무게를 실었는데,[16] 이 실험은 예를 들어 바흐나 쇼팽, 또는 코페의 형태로 음악을 생산하는 EMI라는 컴퓨터 프로그램의 형태를 취한다.

Cope의 프로그램들은 Lisp로 쓰여져 있는데, 이것은 인지 음악학 연구에 인기 있는 언어로 판명되었다.데세인과 호닝은 인지 음악학 연구에서 전자레인지 방법론의 잠재력을 이용하기 위한 노력에서 리스페를 이용했다.[17]또한 리스에서 일하면서 하인리히 타우베는 다양한 관점에서 컴퓨터 구성을 탐구해왔다.[18]물론, 음악적 과정의 컴퓨터 모델링에 대한 연구를 위해 Lisp 이외의 언어를 사용하기로 선택한 연구자들도 있다.예를 들어 로버트 로우는 C++ 프로그래밍을 통해 "기계 음악가 정신"을 탐구한다.[19]음악적 현상을 연구하기 위한 다소 다른 계산 방법론은 데이비드 휴론이 주장하는 툴킷 접근법이다.[20]더 높은 수준의 추상화에서 게레인트 위긴스는 구조적인 일반성과 표현적인 완전성 같은 음악 지식 표현에 대한 일반적인 특성을 연구했다.[21]

비록 많은 인지 음악학 연구가 상징적인 계산을 특징으로 하지만, 주목할 만한 기여는 생물학적으로 영감을 받은 계산 패러다임에서 이루어졌다.예를 들어, 잼시드 바루카와 피터 토드는 신경망을 가진 톤 음악에서 음악적 인식을 모형화했다.[22]알 바일즈는 재즈 솔로의 구성에 유전 알고리즘을 적용했다.[23]수많은 연구자들이 광범위한 수학 형식에 기반을 둔 알고리즘 구성을 탐구해 왔다.[24][25]

인지심리학 내에서는, 가장 저명한 연구자 중에는 다이애나 도이치(Diana Deutsch)가 있는데, 그는 절대 음조와 음악적 환상에 대한 연구에서부터 음악적 지식 표현의 공식화, 음악과 언어 사이의 관계까지 다양한 작업에 종사해 왔다.[26][27][28]마찬가지로 중요한 것은 Aniruddh D이다. 인지심리학의 전통적인 방법론과 신경과학을 결합한 파텔의 연구.파텔은 또한 음악에 대한 인지과학 연구의 종합적인 조사의 저자다.[29]

구조물을 알지 못한 채 데이터에서 구조를 찾아내는 것을 바탕으로 한 음악 인식과 인식에 대한 AI 접근방식은, 의미 있는 라벨을 할당하지 않고 추상화에서 사물을 분리하는 것과 유사하다 안드라닉 탕기안이 개척했다.Kolmogorov의 의미에서 가장 덜 복잡한 데이터 표현, 즉 뇌 에너지를 절약하는 것으로 간주할 수 있는 최소한의 기억 저장이 필요한 것을 찾는 것이다.지각력이 "물리적"인식이 아니라 데이터 표현이라는 예시는 확성기 - 하나의 물리적 신체 -에 의해 생성된 다성음성의 효과와 여러 물리적 신체에 의해 생성된 단일 음의 효과 - 화음으로 조정되고 단일 키에 의해 작동되는 기관 등록 파이프 -이다.이러한 데이터 표현 접근방식은 음조에 대한 참조가 없는 다성음(polyphonic voice)의 추적과 화음의 간격 관계를 인식하고 가변 템포에서 리듬을 인식하는 동안 리듬 템포의 악순환을 끊을 수 있다.[30][31][32][33]

아마도 언어적 관점에서 음악을 보는 데 가장 큰 기여는 프레드 레르달과 레이 재켄도프가 제안한 '토날 음악의 생성 이론(GTTM)'일 것이다.[34]GTTM은 실행적 수준이 아닌 알고리즘적 수준의 추상화에서 제시되지만, 이들의 아이디어는 특히 음악적 퍼포먼스를 구조화하고 의미 있는 연주 타이밍을 조정하기 위해 다수의 연산 프로젝트에서 연산적 발현을 찾아냈다.[35][36][37]

독일어권에서는 라스크의 인지음악학 개념은 그의 저서 Systematische Musiktheori und Kogognitionswissenschaft에서 Uwe Seifert에 의해 진전되었다. Jur Grundlegung der Kogigitiven Musikwissenschaft ("시스템 음악 이론과 인지 과학")이다.인지음악학의 기초)[38] 및 후속 출판물.

음악 및 언어 습득 기술

음악과 음성은 모두 음향 처리에 의존하며 음량, 음량, 음량, 지속시간 및 이들의 상호작용과 같은 몇 가지 음향 특징을 해석해야 한다(Elzbieta, 2015).한 fMRI 연구는 언어 처리와 언어 처리 과정에서 활성화되는 것으로 알려진 브로카 지역과 베르니케 지역이 피험자가 예상치 못한 음악적 화음을 듣고 있는 동안 활성화된 것으로 밝혀졌다고 밝혔다(Elzbieta, 2015).언어와 음악의 이러한 관계는 음악에 대한 노출이 언어의 습득과 관련된 행동의 발달에 가속도를 낸다는 것이 밝혀져 그 이유를 설명할 수 있을 것이다.매우 널리 알려진 스즈키 음악 교육은 음악 표기법을 읽는 것보다 귀로 음악을 배우는 것을 강조하고 있으며, 가급적 3세에서 5세 사이의 공식적인 수업으로 시작한다.이 교육에 찬성하는 한 가지 근본적인 논리는 시각적 단서 때문에 음악 훈련을 하는 것과는 반대로 자연적 언어 습득과 순수하게 청각에 기반을 둔 음악 훈련 사이의 유사성을 지적한다.음악수업을 듣는 아이들이 언어 습득과 학습에 도움을 줄 수 있는 기술을 습득했다는 증거가 있다(Oechslin, 2015). 등골 통로에 크게 의존하는 능력이다.다른 연구들은 음악 수업을 듣는 아이들의 언어 지능이 전반적으로 향상되었음을 보여준다.두 활동 모두 몇 가지 통합된 두뇌 기능을 이용하며, 뇌 경로를 공유하기 때문에 음악 획득의 강점이 언어 습득의 강도와도 상관관계가 있을 수 있는 이유를 이해할 수 있다.

음악 및 산전 개발

선율에 대한 산전노출은 수개월 동안 지속되는 신경표현을 유도하는 것으로 나타났다.2013년 파르타넨의 연구에서, 학습 그룹의 엄마들은 마지막 3회 동안 일주일에 5번 '반짝반짝 빛나는 작은 별' 멜로디를 들었다.생후 4개월의 나이에 다시 컨트롤과 학습 그룹에서 일부 음이 바뀌는 변형된 멜로디를 연주했다.출생과 생후 4개월의 유아 모두, 학습 그룹의 유아들은 대조군보다 변경되지 않은 노트에 더 강한 사건 관련 잠재력을 가지고 있었다.어린 나이에 음악을 듣는 것은 이미 지속되는 신경 표현을 계획할 수 있기 때문에, 음악에 대한 노출은 언어와 언어 처리와 언어 처리와 관련된 뇌의 영역에서의 뇌의 가소성을 강화하는데 도움을 줄 수 있다.[39][40]

인지장애에 대한 음악치료 효과

만약 신경 통로가 오락으로 자극될 수 있다면, 더 쉽게 접근할 수 있을 가능성이 더 높다.이것은 음악이 왜 그렇게 강력하고 무수한 다른 치료법에 사용될 수 있는지를 보여준다.사람에게 즐거운 음악 우리 모두가 알고 있는 불법적인 흥미로운 반응.음악을 듣는 것은 즐겁기 때문에 잡일로 인식되지 않지만, 우리의 뇌는 여전히 말을 하거나 언어를 습득할 때와 같은 뇌 기능을 배우고 활용하고 있다.음악은 자극적이고, 재미있고, 보람 있는 것처럼 보이기 때문에 매우 생산적인 형태의 치료법이 될 수 있는 능력을 가지고 있다.메논과 레비틴은 fMRI를 이용하여 처음으로 음악을 듣는 것이 보상 처리에 관련된 중임브릭 구조의 네트워크에서 활동을 강하게 변조한다는 사실을 발견했다.여기에는 시상하부, 시상하부, 시상하부, 시상하부, 시상하부 등 모두 보상 및 감정 자극에 대한 자율적이고 생리적인 반응을 조절하는 데 관여한다고 생각되는 (골드, 2013)이 포함되었다.

피치 인식은 어린이들의 음소 인식 및 읽기 능력과 긍정적인 상관관계가 있었다(Flaugency, 2014).마찬가지로, 읽기 및 주의력 테스트의 성능과 상관관계가 있는 리듬 비트에 탭하는 능력(Flaugency, 2014).이것들은 읽기 능력과 리듬적 지각력을 연계시킨 연구의 일부에 지나지 않는데, 이는 음악 훈련과 읽기 능력 사이에 유의미한 연관성을 발견한 25개 단면 연구의 메타분석에서 나타난다(Butzlaff, 2000).상관관계가 워낙 광범위하기 때문에 난독증 등 발달장애인에게 음악이 읽기 능력을 강화하는 대안적 통로가 될 수 있는지 연구자들이 살펴본 것은 당연하다.난독증은 독서 습득에 오랜 시간 지속되는 어려움, 특히 텍스트 해독이 특징인 질환이다.읽기 결과는 적절한 지능과 지시에도 불구하고 느리고 부정확한 것으로 나타났다.이러한 어려움은 독해력, 기억력 및 예측 능력에 영향을 미치는 음운학적 핵심적 결손에서 기인하는 것으로 나타났다(Flaukon, 2014).음악 훈련은 이러한 능력이 심각하게 손상되어도 독해력과 음운학적 능력을 변형시킨 것으로 나타났다.시간적 처리와 리듬 능력을 향상시킴으로써 훈련을 통해 난독증이 있는 어린이들의 음운학적 인식과 읽기 능력을 향상시켰다.파텔이 제안한 오페라 가설(2011년)은 음악이 언어 처리와 관련된 동일한 신경망의 적응적 뇌 가소성을 음성보다 더 많이 요구하기 때문에, 음악이 언어 처리에 관여하는 동일한 신경망의 적응적 뇌 가소성을 가져온다고 기술하고 있다.

파킨슨병은 실체성 니그라(Ashoori, 2015년)에서 도파민성(DA) 뉴런의 퇴화로 인한 운동기능과 비운동기능 모두에 부정적인 영향을 미치는 복합 신경질환이다.이것은 결국 기저성 갱년기에 DA 결핍으로 이어진다.뇌의 이러한 부위에서 도파민의 결핍은 휴식 중 떨림, 경직성, 유사성, 자세 불안정 등의 증상을 유발하는 것으로 나타났다.그것들은 또한 개인의 내부 타이밍의 손상과 관련이 있다(Ashoori, 2015).리듬은 뇌의 내부 타이밍 시스템이 부족할 때 운동 타이밍과 조정을 조절하는 데 도움을 주는 강력한 감각 신호다.일부 연구는 음악적으로 큐를 맞춘 걸음걸이 훈련이 걸음걸이, 운동 타이밍, 지각 타이밍 등 파킨슨병의 여러 결손을 현저하게 개선한다는 것을 보여주었다.아쇼오리의 연구는 15명의 특발성 파킨슨병 환자들로 구성되었는데, 이들은 사전 음악적 훈련을 받지 않았고 실험 기간 동안 도파민 치료를 유지했다.참가자들이 독일 민속음악의 박자에 맞춰 자신의 발자취를 박자에 맞춰보라는 명시적 지시 없이 걸어가는 30분짜리 훈련은 한 달 동안 일주일에 세 번 있었다.파킨슨병 환자들은 사전 훈련 걸음걸이 성과에 비해 훈련 기간 동안 걸음걸이의 속도와 보폭 길이가 크게 향상되는 것을 보였다.훈련 후 1개월 동안 보행개선 효과가 지속되어 지속적인 치료 효과를 나타냈다.비록 이것이 치료되지 않았지만, 파킨슨병 환자들의 걸음걸이가 음악의 리듬과 어떻게 자동으로 동기화되었는지 보여준다.지속적인 치료 효과는 또한 이것이 다른 수단으로 접근할 수 없는 방식으로 개인의 내부 타이밍에 영향을 미쳤을 수도 있다는 것을 보여준다.

참고 항목

참조

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추가 읽기

외부 링크