Frontiers in Psychology

Die Auswirkungen von Hintergrundmusik auf die Leistung bei kognitiven Aufgaben

In letzter Zeit gibt es immer mehr kommerzielle Anwendungen, die versprechen, die Konzentration und den Fokus ihrer Benutzer zu verbessern, indem sie im Hintergrund speziell entwickelte Musik abspielen. Die Grundidee ist einfach: Das Abspielen von Hintergrundmusik aktiviert das Gehirn und führt zu einer besseren Leistung bei kognitiven Aufgaben. Diese Idee ist jedoch mit einigen Problemen verbunden. Selbst wenn die Musik speziell darauf ausgelegt ist, kognitive Ressourcen freizusetzen, ist es unwahrscheinlich, dass jeder Mensch in gleicher Weise von einer kognitiven Aufgabe profitiert. Ein Musikstück, das sich bei einer Person positiv auf die Leistung bei einer kognitiven Aufgabe auswirkt, kann bei einer anderen Person durchaus keine oder sogar eine schädliche Wirkung haben. Ist die Suche nach Hintergrundmusik, die die Leistung bei kognitiven Aufgaben steigert, also ein Ablenkungsmanöver? Nicht unbedingt, wenn wir – in einem ersten Schritt – in der Lage sind, die neuronalen Grundlagen zu ermitteln und besser zu verstehen, die die Leistung bei kognitiven Aufgaben im Allgemeinen verbessern. In einem zweiten Schritt können wir uns die Frage stellen, welche Eigenschaften die Musik haben muss, um die neuronale Aktivierung einer Person in einer bestimmten Weise zu verändern. Da interindividuelle Unterschiede bei diesem Unterfangen eine wichtige Rolle spielen, werden die Belege für und gegen Eysencks Persönlichkeitstheorie überprüft, bevor eine neue Perspektive aufgezeigt wird.

Obwohl die Auswirkungen von Hintergrundmusik auf die Leistung bei kognitiven Aufgaben von Psychologen und Pädagogen seit mehr als siebzig Jahren untersucht werden (Fendrick, 1937), hat sich bisher kein klares Muster von Ergebnissen herauskristallisiert. Einerseits wurde festgestellt, dass sich Hintergrundmusik im Vergleich zu Stille positiv auf das Leseverständnis (Kiger, 1989), das Erlernen von Fremdsprachenvokabeln (de Groot, 2006; Kang und Williamson, 2014), die räumliche und sprachliche Verarbeitung (Angel et al., 2010), IQ-Tests (Cockerton et al., 1997), räumliches und numerisches Denken (Miller und Schyb, 1989), visuelle Suchaufgaben (Crust et al., 2004) und die Leistungen von Studenten in einem Psychologiekurs (Schreiber, 1988) auswirkt. Andererseits wurde festgestellt, dass Hintergrundmusik im Vergleich zu Stille die kognitive Leistung beeinträchtigt und sich negativ auf das Leseverständnis (Fendrick, 1937; Henderson et al., 1945; Etaugh und Ptasnik, 1982; Furnham und Bradley, 1997; Avila et al., 2012; Thompson et al, 2012), verbales Gedächtnis (Iwanaga und Ito, 2002; Woo und Kanachi, 2005; Cassidy und MacDonald, 2007), visuelles Gedächtnis (Furnham und Bradley, 1997), serielles Abrufen von Ziffern (Nittono, 1997; Alley und Greene, 2008), Stroop-Aufgaben (Parente, 1976; Cassidy und MacDonald, 2007), flüssiges Schreiben (Ransdell und Gilroy, 2001) sowie logisches Denken und assoziatives Lernen (Crawford und Strapp, 1994). Andere Untersuchungen ergaben jedoch, dass Hintergrundmusik keinerlei signifikanten Einfluss auf die Leistung bei kognitiven Aufgaben hat (Henderson et al., 1945; Freeburne und Fleischer, 1952; Furnham und Allass, 1999; Pool et al., 2003; Alley und Greene, 2008; Schlittmeier und Hellbrück, 2009; Thompson et al., 2012). Eine neuere Metaanalyse über die Auswirkungen von Hintergrundmusik auf die kognitiven, affektiven und verhaltensbezogenen Reaktionen von Erwachsenen scheint den Trend zu einem Nulleffekt zu unterstützen (Kämpfe et al., 2011).

Ohne theoriegeleitete Forschung, die sich auf interindividuelle Unterschiede konzentriert, sind diese widersprüchlichen Ergebnisse nicht überraschend. Um dieses Problem anzugehen, haben viele Wissenschaftler die Persönlichkeitstheorie von Eysenck (Eysenck, 1967) als theoretischen Rahmen für ihre Studien verwendet. Während es mehrere interindividuelle Unterschiede gibt, die die Auswirkungen von Hintergrundmusik auf die Leistung bei kognitiven Aufgaben beeinflussen – von Persönlichkeitsmerkmalen bis hin zu Musikgeschmack und Alter -, ist ein interindividueller Unterschied, der ausgiebig untersucht wurde, die Extraversion.

Gemäß einem bestimmten Aspekt von Eysencks Persönlichkeitstheorie kann Extraversion durch die zugrunde liegende kortikale Erregung beschrieben und erklärt werden. Extravertierten Menschen wird im Vergleich zu Introvertierten ein niedrigeres Niveau kortikaler Erregung zugeschrieben. Eysencks Theorie sagt daher voraus, dass Introvertierte wenig oder gar keine externe Stimulation benötigen, um ein optimales kognitives Leistungsniveau zu erreichen, während Extravertierte vergleichsweise mehr externe Stimulation benötigen. Externe Stimulationen, die die optimale Schwelle überschreiten, sollten nach dem Yerkes-Dodson-Gesetz (Yerkes und Dodson, 1908) zu einem Rückgang der kognitiven Leistung führen. Demnach sollte ein moderates bis hohes Maß an externer Stimulation bei Introvertierten zu einem Rückgang der kognitiven Leistung führen, nicht aber bei Extravertierten.

Unter Verwendung von Hintergrundmusik als Quelle externer Stimulation – die in mehreren Studien die Erregung der Teilnehmer erhöht hat (Thompson et al., 2001; Jones et al., 2006; Schellenberg et al, 2007), haben Forscher Eysencks Theorie empirisch getestet, indem sie die Leistung von Introvertierten und Extravertierten bei verschiedenen kognitiven Aufgaben untersuchten.

Introvertierte und Extravertierte bei kognitiven Aufgaben mit Hintergrundmusik und Stille

Es gibt eine beträchtliche Menge an Belegen für Eysencks Persönlichkeitstheorie, wie die folgenden Studien zeigen. Furnham und Allass (1999) wiesen eine eindeutige Cross-over-Interaktion zwischen Extraversion und Hintergrundbedingung (entweder Stille, einfache Musik oder komplexe Musik) nach und zeigten, dass die Leistung von Introvertierten in zwei Gedächtnistests – sofortiges und verzögertes Abrufen visueller Objekte – bei Stille am besten und bei komplexer Musik am schlechtesten war, während Extravertierte bei komplexer Musik am besten und bei Stille am schlechtesten abschnitten. Die meisten Belege für Eysencks Persönlichkeitstheorie zeigen jedoch, dass sich Musik im Vergleich zu Stille eher nachteilig auf die Leistung von Introvertierten als positiv auf die Leistung von Extravertierten auswirkt. So fanden Furnham und Bradley (1997) bei Tests mit Introvertierten und Extravertierten in Stille oder mit Popmusik im Hintergrund heraus, dass Introvertierte, die einen Gedächtnistest in Stille durchführten, bessere Leistungen erbrachten als Introvertierte, die mit Popmusik beschallt wurden. Dieselben Autoren zeigten auch, dass Introvertierte bei einer Leseverstehensaufgabe in Gegenwart von Musik schlechter abschnitten als in Stille, während bei Extravertierten kein Unterschied festzustellen war. Andere Studien haben ähnliche Ergebnisse für Leseverständnisaufgaben geliefert: Daoussis und McKelvie (1986) berichteten, dass Introvertierte bei Rock’n’Roll-Musik im Hintergrund schlechtere Leistungen erbrachten als bei Stille, während Extravertierte sich in diesen beiden Bedingungen nicht unterschieden. Furnham und Strbac (2002) zeigten, dass Introvertierte bei Musik oder Bürogeräuschen im Hintergrund schlechtere Leistungen erbrachten als bei Stille, während bei Extravertierten kein Unterschied zwischen diesen drei Bedingungen festgestellt wurde. Bei anderen kognitiven Aufgaben wurden vergleichbare Ergebnisse erzielt. Introvertierte zeigten bei einer Aufgabe zum räumlichen Denken einen linearen Leistungsabfall von Stille zu einfacher und dann zu komplexer Musik (Furnham und Allass, 1999), und Cassidy und MacDonald (2007) fanden heraus, dass die Anwesenheit von stark erregender Musik mit negativem Affekt – ebenso wie die Anwesenheit von Hintergrundgeräuschen – im Vergleich zu Stille zu einer schlechteren Leistung von Introvertierten im Vergleich zu Extravertierten bei einer Stroop-Aufgabe führte. Eine andere Studie (Dobbs et al., 2011) zeigte, dass Extravertiertheit ein signifikanter Prädiktor für die Leistung in einer Aufgabe zum abstrakten Denken und in einem Test zu allgemeinen kognitiven Fähigkeiten war, wenn Musik oder Geräusche im Hintergrund vorhanden waren. Je introvertierter ein Teilnehmer war, desto schlechter war seine Leistung unter diesen Bedingungen – insbesondere bei Lärm -, während sich bei der Aufgabenbearbeitung in Stille keine oder nur sehr schwache unterschiedliche Auswirkungen zeigten. Ein weiterer indirekter Beweis wurde von Crawford und Strapp (1994) erbracht, die eine Stichprobe von Studenten untersuchten, die angaben, normalerweise entweder mit oder ohne Hintergrundmusik zu lernen. Diejenigen, die ohne Hintergrundmusik lernten, zeigten einen linearen Leistungsabfall in einer assoziativen Gedächtnisaufgabe von Stille zu Instrumental- und dann zu Gesangsmusik, während die Studierenden mit Hintergrundmusik kein klares Muster zeigten. In Übereinstimmung mit Eysencks Persönlichkeitstheorie schnitt die letztgenannte Gruppe auf einer Extraversionsskala signifikant besser ab als diejenigen, die ohne Hintergrundmusik lernten.

Auch wenn diese Studien ein beachtliches Beweismaterial zugunsten von Eysencks Persönlichkeitstheorie darstellen, gibt es auch mehrere Studien, die seine Theorie nicht stützen. Bei Tests mit intro- und extravertierten Personen fanden weder Furnham et al. (1999) noch Avila et al. (2012) eine signifikante Interaktion zwischen Extraversion und Hintergrundbedingung – entweder Vokalmusik, Instrumentalmusik oder Stille – in einem der folgenden Tests: Leseverständnisaufgaben, logisches Denken, eine Codierungsaufgabe, ein numerischer Test oder ein Diagrammtest (siehe auch Furnham und Allass, 1999; Kou et al., 2017). Auch Chamorro-Premuzic et al. (2009) fanden keinen solchen Interaktionseffekt bei Aufgaben zum logischen Schlussfolgern oder bei verbalen Aufgaben. Das Fehlen der Interaktion zwischen Extraversion und Hintergrundbedingung wurde auch bei arithmetischen Aufgaben und Prosaerinnerung dokumentiert (Furnham und Strbac, 2002), und die hypothetische Interaktion war auch bei verschiedenen Gedächtnisaufgaben nicht vorhanden: sofortige, verzögerte und freie Erinnerung an verbale Elemente (Cassidy und MacDonald, 2007) sowie sofortige Erinnerung an visuelle Objekte (Furnham und Bradley, 1997).

Obwohl die Berücksichtigung interindividueller Unterschiede bei der Untersuchung der Auswirkungen von Hintergrundmusik auf die Leistung bei kognitiven Aufgaben von entscheidender Bedeutung ist, scheinen die widersprüchlichen Ergebnisse darauf hinzudeuten, dass Extraversion, wie sie mit Standardfragebögen allein gemessen wird, nicht zu schlüssigen Ergebnissen führt (siehe Übersicht in Tabelle 1). In einem Versuch, diese gemischten Ergebnisse zu entwirren, haben Forscher eine objektivere Methode zur Bewertung interindividueller Unterschiede in Betracht gezogen, d.h. die Untersuchung dessen, was Eysenck als die zugrundeliegende Ursache von Unterschieden in der Extraversion ansah: kortikale Erregung (für eine Übersicht siehe Matthews und Gilliland, 1999).

Extravertiertheit und kortikale Erregung in den Alpha- und Beta-Bändern des EEG

Eysenck selbst (Hagemann et al., 1999) schlug vor, dass sich Unterschiede in der Extravertiertheit im basalen Niveau der kortikalen Erregung widerspiegeln, und stellte die Hypothese auf, dass Extravertierte im Vergleich zu Introvertierten ein niedrigeres basales Niveau besitzen. Traditionell wird die kortikale Erregung als Alpha-Leistung im Elektroenzephalogramm gemessen. Forscher sind seit langem der Ansicht, dass eine niedrige Alpha-Leistung (8-13 Hz) mit hoher geistiger Aktivität einhergeht (Ray und Cole, 1985; Schmidtke und Heller, 2004). Mit anderen Worten: Mehr Alpha-Leistung ist ein Indikator für einen untätigen neuronalen Zustand. Obwohl Ray und Cole (1985) argumentiert haben, dass dieses Erregungsmodell die tatsächlichen Mechanismen vereinfacht, indem es Beweise dafür liefert, dass die Alpha-Leistung mit Aufmerksamkeitsprozessen zusammenhängt, während die Beta-Leistung (14-35 Hz) – die normalerweise mit Wachsamkeit und Aufmerksamkeit assoziiert wird – emotionale oder kognitive Prozesse widerspiegelt, wird die Alpha-Leistung immer noch häufig als Maß für die kortikale Erregung verwendet, möglicherweise weil Eysenck selbst (1994, S. 167, zitiert in Matthews und Gilliland, 1999) das EEG und insbesondere die Alphastärke als „Standardmaß für kortikale Erregung“

Es gibt empirische Unterstützung für Eysencks Behauptungen. In einer Studie, in der die basale kortikale Erregung derselben Teilnehmer über mehrere Wochen hinweg dreimal gemessen wurde, um sicherzustellen, dass die durch externe Faktoren wie Tageszeit oder emotionale Ereignisse verursachte Varianz minimiert wird, haben Hagemann und Kollegen (Hagemann et al., 2009) beispielsweise festgestellt, dass Extravertierte mehr Alpha-Power (d. h. weniger kortikale Erregung) zeigen als Introvertierte. In ähnlicher Weise berichteten Gale et al. (1969) über mehr Aktivität im unteren Alpha-Bereich (7,5-10,5 Hz) bei Extravertierten im Vergleich zu Introvertierten während einer Baseline-Messung der kortikalen Erregung bei geschlossenen Augen sowie über mehr Alpha-Leistung bei Verwendung eines Grobfilters (8-13 Hz) während moderater externer visueller Stimulation. Gale et al. (2001) baten die Teilnehmer, sich in positive und negative Gesichtsausdrücke einzufühlen, während sie EEG-Daten aufzeichneten, und zeigten wiederum mehr Alpha-Leistung im unteren (8-10 Hz), aber nicht im oberen Alpha-Band (10-12 Hz) bei Extravertierten im Vergleich zu Introvertierten. Weitere Unterstützung für Eysencks Persönlichkeitstheorie kommt von Smith et al. (1995), die berichteten, dass Introvertierte bei der Darbietung positiver, negativer oder neutraler nonverbaler auditiver Reize weniger Aktivität im Alphaband (d.h. mehr kortikale Erregung) zeigen als Extravertierte.

Andererseits lieferten Beauducel et al. (2006) nur schwache Belege für Eysencks Theorie, die bei Extravertierten während einer 40-minütigen monotonen Vigilanzaufgabe keinen signifikanten Effekt fanden. Darüber hinaus waren weder Hagemann et al. (1999) noch Schmidtke und Heller (2004) in der Lage, unter Verwendung von Baseline-Messungen der kortikalen Erregung einen Zusammenhang zwischen Alpha-Power und Extraversion zu finden. Darüber hinaus fanden Matthews und Amelang (1993) keinen Zusammenhang zwischen Alpha-Leistung und Extraversion, weder in einer der drei experimentellen Bedingungen – Stille mit geschlossenen Augen, visuelle Fixation und mentale Arithmetik mit geschlossenen Augen – noch gemittelt über diese Bedingungen.

Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Alpha-Leistung möglicherweise nicht der am besten geeignete Frequenzbereich als Indikator für kortikale Erregung ist, insbesondere bei einem Ausgangsniveau der Erregung. Eine möglicherweise bessere, aber weniger bekannte Alternative zur Messung der kortikalen Erregung ist die Beta-Leistung, wie sie von Ray und Cole (1985) vorgeschlagen wurde. In mehreren Studien wurde die Beta-Leistung als Indikator für kortikale Erregung oder Wachsamkeit verwendet (Gale et al., 1969; Matthews und Amelang, 1993; Cardenas et al., 1997; Rangaswamy et al., 2002; Gram et al., 2005). In Bezug auf kortikale Erregung und Extraversion sind hier drei Studien relevant. Gale et al. (1969) berichteten über eine höhere Beta-Leistung bei Extravertierten als bei Introvertierten während einer Baseline-Messung der kortikalen Aktivität bei geschlossenen Augen. In ähnlicher Weise fanden Matthews und Amelang (1993) eine positive Korrelation zwischen Extraversion und Beta-Leistung während einer Bedingung moderater externer Stimulation. Wichtig ist, dass diese beiden Ergebnisse im Gegensatz zu dem stehen, was man auf der Grundlage der Persönlichkeitstheorie von Eysenck erwarten könnte. Da ein hoher Beta-Wert mit einer hohen kortikalen Erregung zusammenhängen soll, würde man erwarten, dass Extravertierte eine geringere Beta-Leistung aufweisen als Introvertierte. Matthews und Amelang weisen darauf hin, dass diese Annahme – hohes Beta in Verbindung mit hoher kortikaler Erregung – falsch sein könnte, und spekulieren, dass hohe kortikale Erregung ebenso gut durch niedrige Beta-Leistung angezeigt werden könnte. Es gibt jedoch mindestens eine Studie, die die vorhergesagte Beziehung zeigt. Gram et al. (2005) testeten Intro- und Extravertierte während einer 2-minütigen Baseline-Bedingung mit offenen Augen. In Übereinstimmung mit der Persönlichkeitstheorie von Eysenck zeigten die Autoren, dass Extravertierte mehr Alpha- und weniger Beta-Energie aufweisen als Introvertierte. Der Unterschied zwischen den beiden Gruppen war bei höheren Beta-Bandbreiten (26-39 Hz) deutlich, bei niedrigem Beta (13-25 Hz) jedoch weniger deutlich, was darauf hindeutet, dass feinere Beta-Filter erforderlich sein könnten, um die angenommene Beziehung zwischen Beta-Aktivität und Extraversion zu finden.

Zusammenfassend sollte klar geworden sein, dass derzeit keine eindeutige Verbindung zwischen Extraversion und kortikaler Erregung besteht. Obwohl die Alpha-Leistung traditionell als Indikator für kortikale Erregung verwendet wurde, um zwischen Intro- und Extravertierten zu unterscheiden, ist sie möglicherweise nicht das am besten geeignete neuronale Korrelat für kortikale Erregung. Angesichts der widersprüchlichen Literatur über die Auswirkungen von Hintergrundmusik auf die Leistung bei kognitiven Aufgaben ist die Beziehung zwischen Extraversion, Alpha-Power und Aufgabenleistung unklar. Was diese Situation erhellen könnte, ist die Beta-Leistung als Indikator für kortikale Erregung, auch wenn die Rolle der Beta-Leistung für die kognitive Aufgabenleistung, ganz zu schweigen von ihrer Beziehung zur Hintergrundmusik, immer noch schlecht verstanden ist.

Eine neue Perspektive: Musik, Beta-Leistung und kognitive Aufgaben

Es gibt Hinweise darauf, dass die Beta-Leistung bei kognitiven Aufgaben ansteigt, z. B. bei einem Test zur anhaltenden Aufmerksamkeit (Molteni et al., 2007) oder bei Lese- und Subtraktionsaufgaben (Fitzgibbon et al., 2004). Darüber hinaus lieferte eine neuere Studie Beweise dafür, dass eine höhere Betaleistung mit einer verbesserten kognitiven Leistung verbunden ist. Küssner et al. (2016) zeigten, dass die Beta-Leistung die Anzahl der korrekt abgerufenen Wörter in einer Aufgabe zum Erlernen von Fremdwörtern vorhersagt. Das EEG wurde vor der Lernaufgabe in Stille gemessen, was auf die Bedeutung des kortikalen Erregungsniveaus vor einer Lernaufgabe hindeutet. Die Autoren setzten auch Hintergrundmusik ein, um kortikale Erregung bei extra- und introvertierten Personen zu induzieren, fanden aber keine Beweise für die Eysenck’sche Persönlichkeitstheorie.

Die Auswirkung der Betastärke auf die Leistung bei kognitiven Aufgaben wirft neue Fragen auf. Erstens brauchen wir ein besseres Verständnis der Rolle der Betastärke bei der kognitiven Aufgabenbewältigung. Aufgrund von Eysencks Schwerpunkt auf der Alpha-Leistung haben viele Wissenschaftler zur Bewertung der kortikalen Erregung eher die Alpha- als die Beta-Leistung herangezogen und dabei die höheren Frequenzbänder im EEG-Signal vernachlässigt. Um empirisch zu untersuchen, ob die Beta-Leistung die Leistung vorhersagt, könnte man die Beta-Leistung als Prädiktor in einem Regressionsmodell mit der kognitiven Aufgabenleistung als Ergebnisvariable messen. Zweitens, wenn sich die Beta-Leistung als signifikanter Prädiktor für die Leistung erweist – vielleicht sogar für verschiedene Arten von kognitiven Aufgaben -, lautet die logische Folgefrage: Wie können wir die Beta-Leistung vor diesen Aufgaben verbessern? Anstatt während einer kognitiven Aufgabe im Hintergrund Musik zu hören, was die Leistung steigern kann oder auch nicht, könnte es sich lohnen zu untersuchen, ob eine kurze Zeit des konzentrierten Musikhörens unser Gehirn stimulieren kann, möglicherweise über eine gesteigerte Beta-Leistung, so dass unsere Leistung bei einer anschließenden kognitiven Aufgabe gesteigert wird. Es gibt sogar einige Hinweise darauf, dass (konzentriertes) Musikhören die Beta-Leistung steigern kann (Nakamura et al., 1999), was in Versuchsanordnungen mit EEG-Biofeedback-Methoden überwacht werden könnte (Egner und Gruzelier, 2004). Es sind jedoch weitere Forschungen erforderlich, um die Bedingungen zu ermitteln, unter denen sich das Musikhören auf die Beta-Leistung auswirkt, einschließlich der Art der Musik, der aktuellen Stimmung des Hörers und möglicherweise auch sozialer Faktoren. In ähnlicher Weise werden stabile und vorübergehende interindividuelle Unterschiede, kontextuelle Merkmale und die Art der Aufgabe weiterhin wichtige Faktoren für die Vorhersage der Leistung bei kognitiven Aufgaben sein. Aber vielleicht hat konzentriertes Musikhören die Kraft, uns in einer Weise „in die Zone“ zu bringen, zu der Hintergrundmusik nicht in der Lage ist.

Autorenbeiträge

Der Autor bestätigt, dass er der alleinige Verfasser dieser Arbeit ist und sie zur Veröffentlichung freigegeben hat.

Erklärung zu Interessenkonflikten

Der Autor erklärt, dass die Forschung in Abwesenheit von kommerziellen oder finanziellen Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.