Sibelius-Akatemia
Aleatori etusivu

Auditiiviseen strukturointiin liittyvät tekijät

Muisti

Muistijärjestelmä voidaan jakaa pitkäkestoiseen muistiin (long-term memory, LTM) ja lyhytkestoiseen muistiin (short-term memory, STM) (Atkinson ja Shiffrin, 1968). Millerin (1956) mukaan lyhytkestoiseen muistiin mahtuu kerrallaan 7±2 toisiinsa liittymätöntä yksikköä; eräiden muiden tutkimusten mukaan määrä vaihtelee neljästä yhdeksään. Lyhytkestoisesta muistista informaatio katoaa muutaman sekunnin kuluttua, kun huomio kiinnitetään muihin ärsykkeisiin. Pitkäkestoinen muisti puolestaan toimii jokseenkin pysyvänä varastona, jossa muistitieto säilyy silloinkin kun huomio ei enää kiinnity siihen. (Muistijärjestelmistä suomeksi kts. Kalakoski, 2007.)

Toinen tapa jakaa muistijärjestelmää on jakaa se sensoriseen muistiin, työmuistiin ja säilömuistiin. Sensorinen muisti seuraa välittömästi aistimuksia ja liittyy siis kuuloon, näköön, makuun ja tuntoon. Havaintotiedot säilyvät sensorisessa muistissa kuitenkin korkeintaan muutamien sekuntien ajan. Osa havaintotiedosta valikoituu työmuistiin. Työmuisti-käsitteen luoneen Baddeleyn mukaan työmuisti hoitaa informaation väliaikaista varastointia ja käsittelyä (Baddeley 1986). Työmuistikin on kapasiteetiltaan rajallinen, sillä sinne voidaan varastoida vain rajattu määrä tietoa. Eräät tutkijat käyttävät lyhytkestomuistia ja työmuistia synonyymeinä, joten työmuistiinkin voidaan varastoida tietoa vain hyvin lyhyeksi ajaksi. Toiset tutkijat taas erottavat lyhytkestoisen työmuistin ja pitkäkestoisen työmuistin toisistaan (kts. tarkemmin Ericsson ja Kintsch, 1995). Säilömuisti toimii opitun tiedon ja taidon varastona ja on kapasiteetiltaan ja kestoltaan rajaton. Säilömuisti ja pitkäkestoinen muisti viittaavat samaan muistijärjestelmän osaan. Säilömuistiin varastoituvan tiedon ei tarvitse olla tietoisesti opittua, vaan se voi olla ei-tietoista ymmärrystä monimutkaisista säännönmukaisuuksista ja rakenteista. (Baddeley, 2000; Tillmann, Bharucha ja Bigand, 2000; Neath ja Surprenant, 2003.)

Työmuistissa voidaan käsitellä ja muokata havaintotietoa, joka on valikoitunut sinne sensorisesta muistista, mutta yhtä hyvin sinne voidaan hakea sellaista tietoa, joka on aiemmin varastoitu säilömuistiin. Työmuistissa tapahtuu siis esimerkiksi musiikillisten elementtien kuvitteleminen mielessä (“sisäinen kuulo”). Toisaalta ongelmanratkaisutilanteissa työmuistiin haetaan ongelman kannalta relevanttia tietoa säilömuistista. (Ericsson ja Kintsch 1995; Baddeley 2000; Tillmann, Bharucha ja Bigand, 2000; Neath ja Surprenant, 2003). Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että harjoittelu ja kokemukset muokkaavat tietyn alan asiantuntijoiden (esimerkiksi muusikoiden) säilömuistia ja että muokkautumista tapahtuu myös sensorisessa muistissa ja työmuistissa. Lisäksi säilömuisti voi vaikuttaa myös sensorisen muistin toimintaan. (Münte, Nager, Beiss, Schroeder ja Altenmüller 2003; Schröger, Tervaniemi ja Huotilainen 2004.)

Millerin (1956) mukaan kuulija voi vähentää muistettavan ja varastoitavan informaation määrää siten, että hän erottelee jatkuvasta äänivirrasta tai kestoltaan rajallisesta äänisarjasta yksiköitä ja tallentaa kunkin yksikön yhdeksi muistikoodiksi (single memory code). Tätä Miller kutsuu nimellä tiedon tallentaminen (information recoding). Myös Estes (1972), Vitz ja Todd (1969) sekä Garner ja Gotwald (1968) ovat sitä mieltä, että kuulijat voivat muistamisen helpottamiseksi liittää koodeja erilaisiin äänisarjasta eroteltuihin yksiköihin, ja että näiden koodien avulla voidaan työmuistiin hakea myöhemmin koko äänisarja. Tutkijat ovat kuitenkin erimielisiä siitä, tapahtuuko äänisarjan jakaminen ja sen elementtien ryhmitteleminen (grouping) havaintoon perustuvien periaatteiden (perceptual principles) (Vitz ja Todd, 1969) vai jonkinlaisten teoreettisten sääntöjen (ruleformation theories) perusteella (Jones, 1974; Restle, 1970; Simon ja Kotovsky, 1963; Simon ja Sumner, 1968). Yleensä on todettu, että havaintoperusteiset periaatteet pohjaavat objektien yksilöllisiin ominaisuuksiin ja ovat nopeita (intuitiivisia) kun taas teoriaperusteiset periaatteet pohjaavat objektiluokan ominaisuuksiin ja vaativat aikaa (kts. esim. Rips, 1989; Goldstone 1994), mutta kaiken kaikkiaan havainnossa nämä periaatteet sekoittuvat.

Ryhmittelyn perusteiden taustaa

Äänivirran tai äänisarjan tapahtumien strukturoimista ohjaavat tekijät liittyvät havaintoprosesseihin. Kognitiotutkimus antaa tietoa havaintoprosessien periaatteista. Auditiivisen strukturoinnin kannalta tärkeää on niin rytmin kuin sävelkorkeuksienkin havaitseminen.

Aikaan perustuva ryhmittely

Hirshin mukaan kahden äänen voidaan havaita alkavan eri aikaan jos niiden alkamishetkien väli (interonset interval IOI) on vähintään 2 ms. Kuulija tarvitsee kuitenkin vähintään 20 ms, jotta hän voisi havaita äänten järjestyksen (esimerkiksi kumpi äänistä on matalampi, kumpi korkeampi). (Hirsh 1959.)

Pulssi voi olla tasasykkeinen (isochronous) tai epätasainen (nonisochronous). Tutkimuksessa, jossa musiikillisesti harjaantuneen kuulijan tehtävänä oli taputtaa joka neljännen kuulemansa äänen kohdalla, onnistumisen edellytyksenä oli, että äänten alkamishetken väli oli vähintään 100 ms tasasykkeisessä pulssissa ja 170 ms epätasaisessa. Tämä tarkoittaa, että 100 ms on musiikissa lyhin mahdollinen äänten alkamishetken väli. (Repp, 2003; Repp ja London 2005).

Tasasykkeinen pulssi on keskeinen osa havaintoprosessia, sillä sitä käytetään hyväksi kun kuultuja kestoja organisoidaan; kuulija valitsee sellaisen tasasykkeisen pulssin, joka mahdollisimman hyvin sopii kaikkiin äänisarjassa kuultuihin äänten alkuihin (Povel, 1984). Tutkimuksessa on osoitettu, että kuulijoiden on helpointa toistaa sellainen rytmikuvio, jossa yhtä (lyhyintä) kahden äänen alkamishetken väliä voidaan käyttää toisten välien määrittämiseen, esimerkiksi siten, että toiseksi lyhin äänten alkamishetken väli on kaksi kertaa niin pitkä kuin lyhin väli (Povel ja Okkerman, 1981). London (2004) toteaa, että pulssin havaitsemiseksi tarvitaan mahdollisuus havaita alajakoja. Koska äänten alkamishetken välin on oltava vähintään 100 ms, se tarkoittaa, että tasajakoisen metrin (iskualan) keston on oltava vähintään 200 ms ja kolmijakoisen 300 ms (alajako olisi kummassakin tapauksessa 100 ms) (London, 2004). Eräiden muiden tutkimusten mukaan metrin keston on oltava välillä 200 ms – 2000 ms; alle 200 ms on siis liian nopea ja yli 2000 ms liian hidas. (Warren, 1993; Duke, 1989; Duke ja Geringer, 199; Parncutt, 1994.)

Rytmin havaitsemisen kognitiotutkimus tarjoaa siis raja-arvot sille, että mitään ajallista jäsentelyä voidaan tehdä. Esimerkiksi Lerdahlin ja Jackendorffin musiikilliseen kielioppiin sisältyvät neljä metrisen hyvämuotoisuuden sääntöä (Metrical Well-Formedness Rules) noudattavat edellä esiteltyjä periaatteita (Lerdahl ja Jackendorff, 1983), samoin Londonin määrittämät viisi hyvämuotoisuuden kriteeriä (Metric Well-Formedness Constraints) (London, 2004). On kuitenkin syytä muistaa, että hyvämuotoisuuteen vaikuttavat myös käytänteet. Londonin mukaan tyylillinen hyvämuotoisuus tarkoittaa tyylisidonnaisuutta, joten tietylle tyylille tyypilliset ilmiöt ovat hyvämuotoisia. Notationaalinen hyvämuotoisuus puolestaan liittyy nuottikirjoituksen historiaan ja käytäntöön ja merkitsee sellaisia kuvioita, jotka voidaan nuotintaa helposti. Se, mitä kulloinkin pidetään hyvämuotoisena, vaihtelee siis aikakaudesta ja tyylistä toiseen. (London, 2004).

Sävelkorkeuksiin perustuva ryhmittely

Elämys sävelkorkeudesta on seurausta jaksollisesta eli periodisesta värähtelystä. Jaksollisen värähtelyn taajuus eli frekvenssi ilmaistaan hertseinä (Hz; värähdystä sekunnissa). Alin kuultavissa oleva taajuus vaihtelee; yleensä havainto peräkkäisistä värähdyksistä muuttuu havainnoksi yhdestä sävelestä 15–30 Hz:n vaiheilla. Kuuloalueen ylärajana taas pidetään 20000 hertsin taajuutta, mutta yläraja riippuu äänen voimakkuudesta ja kuulijan iästä. Jos taajuus on suurempi kuin 10000 Hz, äänessä ei yleensä enää kyetä havaitsemaan tarkkaa sävelkorkeutta.

Yksinkertaisia säveliä eli siniääniä voidaan tuottaa keinotekoisesti. Siniäänessä on vain yksi taajuus ja tämä taajuus määrää sävelkorkeuden. Akustisilla instrumenteilla tuotettavat äänet samoin kuin puheääni ovat aina kuitenkin kompleksisia ääniä. Ne sisältävät joukon yhtaikaa soivia siniääniä, joista alin on perussävel (tai perustaajuus) ja muut ovat yliääneksiä. Yleisimmin kuultavilla kompleksisilla äänillä on harmoninen osaäänessarja, mikä tarkoittaa, että yliäänekset ovat taajuudeltaan perussävelen kokonaislukukerrannaisia. Kompleksisen äänen elämyksellinen sävelkorkeus vastaa tavallisesti perussävelen taajuutta.

Pienin kuultavissa oleva sävelkorkeusero eli kynnysarvo (just noticeable difference) vaihtelee sävelkorkeuden mukaan. Jos taajuus on 30 Hz:n suuruusluokkaa (tavallisen pianon alimmat koskettimet), pienin havaittavissa oleva sävelkorkeusero on n. 10% taajuudesta, mikä perinteisiä intervallinimiä käyttäen on suunnilleen suuri sekunti. Jos taajuus on 1000 Hz:n tietämissä (kaksi- ja kolmiviivaisen oktaavin rajalla) kynnysarvo on edelleen n. 3 Hz, mutta tällä alueella 3 Hz on enää noin 5 puoliaskelen sadasosaa (eli 5 senttiä). Jos taajuus ylittää 1000 Hz, kynnysarvo on 0,25% taajuudesta, mikä tarkoittaa yhä pienempää ja pienempää intervallia. (Butler, 1992). Matalimpia ääniä lukuun ottamatta kynnysarvo on siis huomattavasti pienempi kuin länsimaisen kulttuurin musiikissa yleisimmin käytössä olevien asteikkojen pienin intervalli, pieni sekunti.

Koska tässä artikkelissa keskitytään auditiivisen strukturoinnin ja musiikin perusopetuksen välisiin yhteyksiin, äänivirrat ovat tonaalisia. Tonaalisilla tarkoitetaan sellaisia äänivirtoja, joissa säveltasoille voidaan olettaa jokin yhteinen keskussävel ("toonika"). Käsitykset siitä mikä havaintopsykologinen tekijä saa kuulijan pitämään jotain tiettyä säveltä tonaalisena keskussävelenä ja suhteuttamaan muut sävelet tähän keskussäveleen (ja sen perusteella toisiinsa), vaihtelevat suuresti. Teoriat perustuvat asteikkoihin, intervalleihin, sointuihin, sointufunktioihin tai sävelten elämykselliseen vakauteen.

Asteikkoteorian mukaan lähtökohtana ovat diatonisen asteikon epäsymmetrinen rakenne ja asteikkoon sisältyvät harvinaiset intervallit. Asteikkoteoria edellyttää, että kuulijalla on olemassa mielensisäinen malli diatonisesta asteikosta ja asteikon keskussävelestä. Kuulija vertaa kuulemaansa sävelyhdistelmää asteikkomalliin ja tämä auttaa häntä ymmärtämään sävelten väliset suhteet. Mitä harvinaisemmasta intervallista on kyse, sitä nopeammin ja yksiselitteisemmin keskussävel on löydettävissä ja sävelten väliset suhteet ymmärrettävissä (Browne, 1981; Brown ja Butler, 1981; Brown, 1988; Butler, 1989; Brown, Butler ja Jones 1994; Van Egmond ja Butler, 1997). Intervalliteorian olettamus on, että jokaisella intervallilla on sille ominainen perussävel ja että nämä perussävelet ovat tonaliteettikokemuksen lähtökohta. Tietyt harmonisesti vahvat intervallit (erityisesti pu4 ja pu5) vahvistavat tonaliteettikokemusta enemmän kuin näitä heikommat intervallit. (Hindemith 1940, Terhardt 1982, Parncutt 1988). Sointuteoria (Rameau 1722/1986) ja funktioteoria (Riemann 1898) perustuvat sointuihin tai sointukategorioihin, joilla on selkeä suhde sävellajin tonaaliseen keskukseen. Sävelten stabiliteetti- eli vakaushierarkia perustuu useisiin Krumhanslin yhdessä kollegojensa kanssa tekemiin tutkimuksiin. Vakaushierarkia kuvaa kunkin sävelen elämyksellistä vakautta annetussa sävellajikontekstissa (duuri tai molli). Tutkimuksissa käytettiin koetinsävelmenetelmää (probe tone method), ja olettamuksena oli, että koetinsävelmenetelmän tulokset kuvaavat kuulijoiden mielensisäistä tonaalista vakaushierarkiaa (Krumhansl ja Shepard 1979; Krumhansl ja Kessler 1982; Krumhansl ja Schmuckler 1986).

Sävelten keskinäisiä suhteita arvioitaessa on kuitenkin aina otettava huomioon muutakin kuin pelkät säveltasot: sävelten suhteellinen esiintymistiheys, niiden kestot ja esiintyminen suhteessa elämyksellisesti koettuun pulssiin vaikuttavat (sävellaji)kokemukseen. Toisaalta yksittäinen "väärä" sävel ei vielä välttämättä aiheuta elämyksellisen tonaalisen keskuksen hylkäämistä, sillä kaikkien kuultujen sävelten ei välttämättä tarvitse sopia elämyksellisesti koettuun sävellaji- tai asteikkorakenteeseen. Kuten aiemmin todettiin, auditiivinen strukturointi perustuu yhtaikaisesti useisiin tekijöihin, eikä tästä näkökulmasta ole mielekästä erottaa ajallisia tekijöitä sävelkorkeuksiin liittyvistä tekijöistä.

Luokitteleva havaitseminen

Luokittelu on tyypillistä kaikelle havaitsemiselle. Puhutaankin psykologisesta ilmiöstä luokitteleva havaitseminen (categorical perception). Havaitsemme sävelkorkeuksissa epäpuhtauksia, mutta luokittelemme kuitenkin tietyn sävelen sävellajinsa ”ylävireiseksi kvintiksi”, toisen taas ”alavireiseksi c:ksi” tai luokittelemme tietyn sävelkulun duuripentakordiksi, vaikka kaikki sävelet olisivat tarkkaan ottaen hieman epäpuhtaita. Vastaavalla tavalla täsmällisiltä mikroajankäytöltään hieman erilaiset äänitapahtumat luokitellaan melko pieneen määrään erilaisia rytmikuvioita (Longuet-Higgins ja Lee, 1982; Clarke, 1999). Luokitteleva havaitseminen on mitä ilmeisimmin automaattista ja tapahtuu väistämättä (Desain ja Honing, 1989, 56).

Luokittelevan havaitsemisen taustalla on ajatus abstrakteista rakenteista, skeemoista tai malleista, joita pitkäkestomuistiin on varastoitunut. Musiikkiin liittyvien skeemojen muotoutuminen on seurausta kuuntelukokemuksista. McAdamsin mukaan rakenteet, skeemat tai mallit ovat opittuja ja ne liittyvät ympäröivään musiikkikulttuuriin. Hän toteaa, että luokkia pitää olla suhteellisen pieni määrä. Lisäksi luokkien välillä pitää olla jokin selkeä suhde tai riittävän suuri etäisyys, jotta niiden erottaminen toisistaan olisi mahdollista. Vain nämä ehdot täyttävien luokkien muistaminen voi olla helpompaa kuin jatkuvan äänitapahtuman muistaminen ja siten toimia havainnon apuna. (McAdams, 1989).

Skeemojen tai mallien muotoutuminen ja oppiminen ei kuitenkaan tarkoita tietoista oppimista. Krumhanslin mukaan kuulijat abstrahoivat ja sisäistävät tiettyjä säännönmukaisuuksia siinä yhteydessä kun he kuulevat tietynlaisia musiikillisia kuvioita (Krumhansl, 1979; Krumhansl, Bharucha ja Castellano, 1982). Jonesin mukaan kuulijat varastoivat ideaaleja prototyyppejä (Jones, 1981). Voidaan myös ajatella, että skeemat tai mallit muodostuvat tyylillisesti hyvämuotoisista yksiköistä nimenomaan niiden tyypillisyyden vuoksi. Kaikkien edellä mainittujen kirjoittajien mukaan skeemat synnyttävät odotuksia. Jos äänivirran tapahtumat ovat odotusten mukaisia, ne on helppo luokitella ja ymmärtää; jos ne taas ovat odottamattomia, ne ovat myös kiinnostavia, mutta niiden yksityiskohtia voi olla vaikea myöhemmin muistaa (Jones, Boltz ja Kidd, 1982).

← Auditiivinen strukturointi osana musiikin perusteiden opettamista Auditiivisen strukturoinnin periaatteet →

Tulostettava versio