Frontiers in Psychology

The Effects of Background Music on Cognitive Task Performance

Au apărut din ce în ce mai multe aplicații comerciale care promit să îmbunătățească concentrarea și atenția utilizatorilor lor prin redarea de muzică special concepută în fundal. Ideea de bază este simplă: redarea muzicii de fundal activează creierul și duce la o mai bună performanță în sarcinile cognitive. Cu toate acestea, această idee vine cu mai multe probleme. De exemplu, chiar dacă muzica este special concepută pentru a elibera resurse cognitive, nu este plauzibil ca fiecare persoană să beneficieze în același mod de o sarcină cognitivă. O piesă muzicală care are efecte benefice asupra performanței unei sarcini cognitive pentru o persoană ar putea foarte bine să nu aibă niciun efect, sau chiar efecte dăunătoare, pentru o altă persoană. Prin urmare, căutarea unui fundal muzical care să îmbunătățească performanța în sarcinile cognitive este o pistă falsă? Nu neapărat, dacă – ca un prim pas – suntem capabili să identificăm și să înțelegem mai bine fundamentele neuronale care îmbunătățesc performanța sarcinilor cognitive în general. Ca un al doilea pas, putem începe să ne întrebăm care sunt caracteristicile muzicii necesare pentru a schimba activarea neuronală a unui individ într-un mod specific. Deoarece diferențele interindividuale joacă un rol important în acest demers, dovezile în favoarea și împotriva teoriei personalității lui Eysenck vor fi trecute în revistă înainte de a oferi o nouă perspectivă.

Deși efectele muzicii de fundal asupra performanței sarcinilor cognitive au fost studiate de psihologi și educatori de mai bine de șaptezeci de ani (Fendrick, 1937), nu a apărut până acum un model clar de rezultate. Pe de o parte, s-a constatat că muzica de fundal, în comparație cu tăcerea, este benefică pentru înțelegerea lecturii (Kiger, 1989), pentru învățarea vocabularului străin (de Groot, 2006; Kang și Williamson, 2014), pentru procesarea spațială și lingvistică (Angel et al., 2010), pentru testele de IQ (Cockerton et al., 1997), pentru raționamentul spațial și numeric (Miller și Schyb, 1989), pentru sarcinile de căutare vizuală (Crust et al., 2004) și pentru rezultatele elevilor la un curs de psihologie (Schreiber, 1988). Pe de altă parte, s-a constatat că muzica de fundal, în comparație cu tăcerea, afectează performanța cognitivă, prezentând efecte dăunătoare pentru înțelegerea lecturii (Fendrick, 1937; Henderson et al., 1945; Etaugh și Ptasnik, 1982; Furnham și Bradley, 1997; Avila et al., 2012; Thompson et al, 2012), memoria verbală (Iwanaga și Ito, 2002; Woo și Kanachi, 2005; Cassidy și MacDonald, 2007), memoria vizuală (Furnham și Bradley, 1997), reamintirea în serie a cifrelor (Nittono, 1997; Alley și Greene, 2008), sarcinile Stroop (Parente, 1976; Cassidy și MacDonald, 2007), fluența scrierii (Ransdell și Gilroy, 2001), precum și raționamentul logic și învățarea asociativă (Crawford și Strapp, 1994). Cu toate acestea, alte investigații au arătat că muzica de fundal nu a avut niciun fel de impact semnificativ asupra performanței sarcinilor cognitive (Henderson și colab., 1945; Freeburne și Fleischer, 1952; Furnham și Allass, 1999; Pool și colab., 2003; Alley și Greene, 2008; Schlittmeier și Hellbrück, 2009; Thompson și colab., 2012). O meta-analiză recentă privind efectele muzicii de fundal asupra răspunsurilor cognitive, afective și comportamentale ale adulților pare să susțină tendința spre un efect general nul (Kämpfe et al., 2011).

În lipsa unei cercetări bazate pe teorie, axată pe diferențele interindividuale, aceste constatări contradictorii nu sunt surprinzătoare. Pentru a aborda această problemă, mulți cercetători au folosit teoria personalității a lui Eysenck (Eysenck, 1967) ca un cadru teoretic pentru studiile lor. Deși există mai multe diferențe interindividuale care influențează efectele muzicii de fundal asupra performanței sarcinilor cognitive – variind de la trăsături de personalitate la gusturi muzicale și vârstă – o diferență interindividuală care a fost studiată pe larg este extraversiunea.

Conform unui aspect particular al teoriei personalității lui Eysenck, extraversiunea poate fi descrisă și explicată prin excitația corticală subiacentă. Se pare că extravertiții au un nivel mai scăzut de excitare corticală în comparație cu introvertiții. Prin urmare, teoria lui Eysenck prezice că introvertiții au nevoie de o stimulare externă mică sau deloc pentru a atinge un nivel optim de performanță cognitivă, în timp ce extravertiții au nevoie de o stimulare externă comparativ mai mare. Stimularea externă care depășește pragul optim ar trebui să ducă la un declin al performanței cognitive, în conformitate cu legea Yerkes-Dodson (Yerkes și Dodson, 1908). Astfel, prezentarea unor niveluri moderate sau ridicate de stimulare externă ar trebui să ducă la un declin al performanțelor cognitive ale introvertiților, dar nu și ale extravertiților.

Utilizarea muzicii de fundal ca sursă de stimulare externă – care s-a dovedit a crește excitarea participanților în mai multe studii (Thompson și colab., 2001; Jones și colab., 2006; Schellenberg și colab, 2007)-cercetătorii au testat empiric teoria lui Eysenck prin investigarea performanțelor intro- și extravertiților în diferite sarcini cognitive.

Performanțele introvertiților și extravertiților în sarcini cognitive cu muzică de fundal și tăcere

Există o cantitate substanțială de dovezi în favoarea teoriei lui Eysenck asupra personalității, după cum arată următoarele studii. Raportând o interacțiune încrucișată clară între extraversiune și condiția de fundal (fie tăcere, fie muzică simplă sau muzică complexă), Furnham și Allass (1999) au arătat că performanța introvertiților în două teste de memorie – reamintirea imediată și întârziată a obiectelor vizuale – a fost cea mai bună în timpul tăcerii și cea mai slabă cu muzică complexă, în timp ce extravertiții au avut cea mai bună performanță cu muzică complexă și cea mai slabă în timpul tăcerii. Cu toate acestea, majoritatea dovezilor care susțin teoria personalității a lui Eysenck relevă efectul negativ al muzicii asupra performanțelor introvertiților, mai degrabă decât efectul benefic al muzicii asupra performanțelor extravertiților în comparație cu tăcerea. De exemplu, testând introvertiții și extravertiții în timpul tăcerii sau cu muzică pop pe fundal, Furnham și Bradley (1997) au constatat că introvertiții care au efectuat un test de memorie în liniște au avut performanțe mai bune decât introvertiții prezentați cu muzică pop. Aceiași autori au arătat, de asemenea, că introvertiții care au efectuat o sarcină de înțelegere a lecturii au avut performanțe mai slabe în prezența muzicii în comparație cu tăcerea, în timp ce extravertiții nu au prezentat nicio diferență. Alte studii au furnizat constatări similare pentru sarcinile de înțelegere a lecturii: Daoussis și McKelvie (1986) au raportat că introvertiții au prezentat o performanță mai slabă în prezența muzicii rock’n’roll pe fundal în comparație cu tăcerea, în timp ce extravertiții nu au prezentat diferențe în aceste două condiții. Furnham și Strbac (2002) au arătat că introvertiții au avut performanțe mai slabe cu muzică sau zgomot de birou pe fundal în comparație cu tăcerea, în timp ce la extravertiți nu s-a constatat nicio diferență între aceste trei condiții. Alte sarcini cognitive au produs rezultate comparabile. Introvertiții au prezentat un declin liniar al performanței de la tăcere la muzică simplă și apoi la muzică complexă într-o sarcină de raționament spațial (Furnham și Allass, 1999), iar Cassidy și MacDonald (2007) au arătat că, în comparație cu tăcerea, prezența unei muzici extrem de excitante cu afectare negativă – precum și prezența zgomotului de fond – a dus la o performanță mai slabă a introvertiților în comparație cu extravertiții într-o sarcină Stroop. Un alt studiu (Dobbs et al., 2011) a arătat că extraversiunea a fost un predictor semnificativ al performanței într-o sarcină de raționament abstract și într-un test de capacitate cognitivă generală atunci când muzica sau zgomotul era prezent pe fundal. Cu cât un participant era mai introvertit, cu atât performanțele sale erau mai slabe în aceste condiții – în special în timpul zgomotului – în timp ce finalizarea sarcinii în liniște nu a relevat niciun efect diferențial sau doar unul foarte slab. Alte dovezi indirecte au fost furnizate de Crawford și Strapp (1994), care au testat un eșantion de studenți care au declarat că de obicei studiază fie cu muzică de fundal, fie fără. Cei care studiau fără muzică de fundal au arătat un declin liniar al performanței într-o sarcină de memorie asociativă de la tăcere la muzică instrumentală și apoi la muzică vocală, în timp ce cei care studiau cu muzică de fundal nu au arătat niciun model clar. În conformitate cu teoria personalității a lui Eysenck, acest din urmă grup a obținut scoruri semnificativ mai mari pe o scală de extraversiune decât cei care studiau fără muzică de fundal.

Chiar dacă aceste studii formează un corpus substanțial de dovezi în favoarea teoriei personalității lui Eysenck, există și câteva studii care nu au reușit să susțină teoria sa. Testând introvertiții și extravertiții, nici Furnham et al. (1999), nici Avila et al. (2012) nu au găsit o interacțiune semnificativă între extraversiune și condiția de fundal – fie muzică vocală, muzică instrumentală sau tăcere – în niciunul dintre următoarele teste: sarcini de înțelegere a lecturii, raționament logic, o sarcină de codificare, un test numeric sau un test diagramatic (a se vedea, de asemenea, Furnham și Allass, 1999; Kou et al., 2017). Nici Chamorro-Premuzic et al. (2009) nu au găsit un astfel de efect de interacțiune în sarcinile de raționament logic sau în cele verbale. Absența interacțiunii dintre extraversiune și condiția de fond a fost documentată în continuare în sarcinile de aritmetică și de reamintire a prozei (Furnham și Strbac, 2002), iar interacțiunea ipotetică a fost, de asemenea, absentă în diverse sarcini de memorie: reamintirea imediată, întârziată și liberă a elementelor verbale (Cassidy și MacDonald, 2007), precum și reamintirea imediată a obiectelor vizuale (Furnham și Bradley, 1997).

Deși luarea în considerare a diferențelor interindividuale este vitală atunci când se studiază efectele muzicii de fundal asupra performanței sarcinilor cognitive, constatările contradictorii par să sugereze că extraversiunea, așa cum este măsurată doar cu ajutorul chestionarelor standard, nu conduce la rezultate concludente (a se vedea prezentarea generală din Tabelul 1). În încercarea de a începe să descâlcească aceste constatări contradictorii, cercetătorii au luat în considerare o modalitate mai obiectivă de evaluare a diferențelor interindividuale, și anume, investigarea a ceea ce Eysenck a considerat a fi cauza care stă la baza diferențelor de extraversiune: excitația corticală (pentru o trecere în revistă, a se vedea Matthews și Gilliland, 1999).

Extraversia și excitația corticală în benzile alfa și beta ale EEG

Eysenck însuși (Hagemann et al., 1999) a sugerat că diferențele în extraversie se reflectă în nivelul bazal al excitației corticale, lansând ipoteza că extravertiții posedă un nivel bazal mai scăzut în comparație cu introvertiții. În mod tradițional, excitarea corticală este măsurată ca putere alfa în electroencefalograma. Cercetătorii au susținut de mult timp opinia că puterea alfa scăzută (8-13 Hz) este asociată cu o activitate mentală ridicată (Ray și Cole, 1985; Schmidtke și Heller, 2004). Cu alte cuvinte, o putere alfa mai mare este un indicator al unei stări neuronale inactive. Deși Ray și Cole (1985) au argumentat că acest model de excitare simplifică mecanismele reale, furnizând dovezi că puterea alfa este legată de procesele atenționale, în timp ce puterea beta (14-35 Hz) – asociată în mod normal cu starea de veghe și vigilența – reflectă procesele emoționale sau cognitive, puterea alfa este încă adesea utilizată ca măsură a excitației corticale, probabil pentru că Eysenck însuși (1994, p. 167, citat în Matthews și Gilliland, 1999) a considerat EEG, și în special puterea alfa, ca fiind „măsura standard a excitației corticale.”

Există un suport empiric pentru afirmațiile lui Eysenck. De exemplu, într-un studiu care a măsurat excitația corticală bazală a acelorași participanți de trei ori pe parcursul mai multor săptămâni pentru a se asigura că variația introdusă de factori externi, cum ar fi momentul zilei sau evenimentele emoționale, este redusă la minimum, Hagemann și colegii săi (Hagemann et al., 2009) au arătat că extravertiții prezintă mai multă putere alfa (adică mai puțină excitație corticală) decât introvertiții. În mod similar, Gale și colab. (1969) au raportat mai multă activitate în intervalul alfa inferior (7,5-10,5 Hz) la extravertiți în comparație cu introvertiții în timpul unei măsurători de bază a excitației corticale cu ochii închiși, precum și mai multă putere alfa folosind un filtru grosier (8-13 Hz) în timpul unor niveluri moderate de stimulare vizuală externă. Cerându-le participanților să empatizeze cu expresii faciale pozitive și negative în timp ce înregistrau date EEG, Gale et al. (2001) au arătat din nou o putere alfa mai mare în banda inferioară (8-10 Hz), dar nu și în banda alfa superioară (10-12 Hz) la extravertiți în comparație cu introvertiții. Mai mult sprijin pentru teoria personalității a lui Eysenck vine de la Smith et al. (1995) care au raportat că introvertiții prezintă mai puțină activitate în banda alfa (adică mai multă excitare corticală) decât extravertiții în timpul prezentării unor stimuli auditivi non-verbali pozitivi, negativi sau neutri.

Pe de altă parte, doar dovezi slabe în favoarea teoriei lui Eysenck au fost furnizate de Beauducel et al. (2006) care nu au găsit niciun efect semnificativ la extravertiți în timpul unei sarcini de vigilență monotonă de 40 de minute. Mai mult, folosind măsuri de bază ale excitației corticale, nici Hagemann et al. (1999), nici Schmidtke și Heller (2004) nu au reușit să găsească o relație între puterea alfa și extraversiune. Mai mult, Matthews și Amelang (1993) nu au găsit nicio asociere între puterea alfa și extraversiune, nici în niciuna dintre cele trei condiții experimentale separat – tăcere cu ochii închiși, fixare vizuală și aritmetică mentală cu ochii închiși – și nici în medie între ele.

Considerate împreună, aceste constatări sugerează că puterea alfa ar putea să nu fie cea mai potrivită gamă de frecvențe ca indicator al excitației corticale, în special în timpul nivelurilor inițiale de excitație. O măsură alternativă posibil mai bună, dar mai puțin înțeleasă, a excitației corticale este puterea beta, așa cum au sugerat Ray și Cole (1985). Mai multe studii au utilizat puterea beta ca indicator al excitației corticale sau al vigilenței (Gale et al., 1969; Matthews și Amelang, 1993; Cardenas et al., 1997; Rangaswamy et al., 2002; Gram et al., 2005). În ceea ce privește excitarea corticală și extraversiunea, trei studii sunt relevante aici. Gale et al. (1969) au raportat mai multă putere beta la extravertiți decât la introvertiți în timpul unei măsurători de bază a activității corticale cu ochii închiși. În mod similar, Matthews și Amelang (1993) au găsit o corelație pozitivă între extraversiune și puterea beta în timpul unei condiții de stimulare externă moderată. Este important faptul că aceste două constatări sunt opuse la ceea ce s-ar putea aștepta pe baza teoriei personalității lui Eysenck. Deoarece se presupune că o putere beta ridicată este legată de o excitație corticală ridicată, ne-am aștepta ca extravertiții să prezinte o putere beta mai mică decât introvertiții. Matthews și Amelang sugerează că această presupunere – beta ridicat asociat cu o excitație corticală ridicată – ar putea fi greșită și speculează că o excitație corticală ridicată ar putea la fel de bine să fie indicată de o putere beta scăzută. Cu toate acestea, există cel puțin un studiu care arată relația prezisă. Gram et al. (2005) au testat intro- și extravertiții în timpul unei condiții de bază de 2 minute cu ochii deschiși. În conformitate cu teoria personalității a lui Eysenck, autorii au arătat că extravertiții manifestă mai multă putere alfa și mai puțină putere beta decât introvertiții. Distincția dintre cele două grupuri a fost clar prezentă în lățimile de bandă beta mai mari (26-39 Hz), dar mai puțin clară în banda beta joasă (13-25 Hz), sugerând că ar putea fi nevoie de filtre beta mai fine pentru a găsi relația presupusă între activitatea beta și extraversiune.

În concluzie, ar fi trebuit să devină evident că nu există în prezent o legătură clară între extraversiune și excitația corticală. Deși puterea alfa a fost utilizată în mod tradițional ca indicator al excitației corticale pentru a distinge între intro- și extravertiți, s-ar putea ca aceasta să nu fie cel mai potrivit corelativ neuronal al excitației corticale. Având în vedere literatura de specialitate contradictorie cu privire la efectele muzicii de fundal asupra performanței sarcinilor cognitive, relația dintre extraversiune, puterea alfa și performanța sarcinilor este obscură. Ceea ce ar putea elucida această situație este puterea beta ca indicator al excitației corticale, chiar dacă rolul puterii beta pentru performanța sarcinilor cognitive, ca să nu mai vorbim de relația sa cu muzica de fundal, este încă slab înțeleasă.

O nouă perspectivă: Music, Beta Power and Cognitive Task Performance

Există dovezi că puterea beta crește în timpul sarcinilor cognitive, de exemplu, într-un test de atenție susținută (Molteni et al., 2007) sau în timpul sarcinilor de citire și scădere (Fitzgibbon et al., 2004). Mai mult, un studiu recent a furnizat dovezi că o putere beta mai mare este asociată cu performanțe cognitive îmbunătățite. Küssner et al. (2016) au arătat că puterea beta prezice numărul de cuvinte reamintite corect în cadrul unei sarcini de învățare a vocabularului străin. EEG-ul a fost măsurat în liniște înainte de sarcina de învățare, sugerând astfel importanța nivelului de excitare corticală înainte de o sarcină de învățare. Autorii au folosit, de asemenea, muzică de fundal pentru a induce excitația corticală la extra și introvertiți, dar nu au găsit nicio dovadă în favoarea teoriei personalității lui Eysenck.

Efectul puterii beta asupra performanței sarcinilor cognitive deschide noi întrebări. În primul rând, avem nevoie de o mai bună înțelegere a rolului puterii beta în performanța sarcinilor cognitive. Datorită concentrării lui Eysenck asupra puterii alfa, mulți cercetători au folosit mai degrabă puterea alfa decât puterea beta pentru a evalua excitația corticală, neglijând benzile de frecvență mai înalte din semnalul EEG. Pentru a investiga empiric dacă puterea beta prezice performanța, s-ar putea măsura puterea beta ca predictor într-un model de regresie cu performanța sarcinii cognitive ca variabilă de rezultat. În al doilea rând, în cazul în care puterea beta se dovedește a fi un predictor semnificativ al performanței – poate chiar în diferite tipuri de sarcini cognitive – o întrebare logică de urmărire este: cum putem spori puterea beta înainte de aceste sarcini? Mai degrabă decât să ascultăm muzică pe fundal în timpul unei sarcini cognitive, care poate sau nu să îmbunătățească performanța, ar putea fi util să investigăm dacă o perioadă scurtă de ascultare concentrată a muzicii poate stimula creierul nostru, eventual prin intermediul unei puteri beta îmbunătățite, astfel încât performanța noastră într-o sarcină cognitivă ulterioară să fie îmbunătățită. Există chiar unele dovezi că ascultarea (concentrată) a muzicii poate spori puterea beta (Nakamura et al., 1999), care ar putea fi monitorizată în configurații experimentale cu metode de biofeedback EEG (Egner și Gruzelier, 2004). Cu toate acestea, sunt necesare mai multe cercetări pentru a stabili condițiile în care ascultarea muzicii afectează puterea beta, inclusiv tipul de muzică, starea de spirit curentă a ascultătorului și, posibil, și factorii sociali. În mod similar, diferențele interindividuale stabile și tranzitorii, caracteristicile contextuale și tipul de atribuire vor continua să fie factori importanți pentru a prezice performanța în sarcinile cognitive. Dar poate că ascultarea concentrată a muzicii are puterea de a ne face să intrăm „în zonă” într-un mod în care muzica de fundal este incapabilă.

Contribuții ale autorului

Autorul confirmă că este singurul contribuitor al acestei lucrări și a aprobat-o pentru publicare.

Declarație privind conflictul de interese

Autorul declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.

.