In a musical context, the pitch of sounds is encoded according to domain-general principles not confined to music or even to audition overall but common to other perceptual and cognitive processes (such as multiple pattern encoding and feature integration), and to domain-specific and culture-specific properties related to a particular musical system only (such as the pitch steps of the Western tonal system). The studies included in this thesis shed light on the processing stages during which pitch encoding occurs on the basis of both domain-general and music-specific properties, and elucidate the putative brain mechanisms underlying pitch-related music perception.
Study I showed, in subjects without formal musical education, that the pitch and timbre of multiple sounds are integrated as unified object representations in sensory memory before attentional intervention. Similarly, multiple pattern pitches are simultaneously maintained in non-musicians' sensory memory (Study II). These findings demonstrate the degree of sophistication of pitch processing at the sensory memory stage, requiring neither attention nor any special expertise of the subjects.
Furthermore, music- and culture-specific properties, such as the pitch steps of the equal-tempered musical scale, are automatically discriminated in sensory memory even by subjects without formal musical education (Studies III and IV). The cognitive processing of pitch according to culture-specific musical-scale schemata hence occurs as early as at the sensory-memory stage of pitch analysis. Exposure and cortical plasticity seem to be involved in musical pitch encoding. For instance, after only one hour of laboratory training, the neural representations of pitch in the auditory cortex are altered (Study V). However, faulty brain mechanisms for attentive processing of fine-grained pitch steps lead to inborn deficits in music perception and recognition such as those encountered in congenital amusia (Study VI). These findings suggest that predispositions for exact pitch-step discrimination together with long-term exposure to music govern the acquisition of the automatized schematic knowledge of the music of a particular culture that even non-musicians possess.Musiikkia kuunnellessa äänenkorkeuden (melodian) prosessointiin osallistuvat sekä yleiset kognitiiviset prosessit että pelkästään tietylle kulttuurille tyypilliset musiikin kuunteluun erikoistuneet prosessit. Ensin mainittuun kategoriaan kuuluvat yleiset hahmontunnistusmekanismit sekä musikaalisten piirteiden keskinäinen integraatio, jälkimmäiseen esimerkiksi länsimaisen sävelasteikkojen tunnistaminen ja niiden prosessointi. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan sekä yleisiä että alakohtaisia musiikin prosessointiin liittyvä mekanismeja ja tarkastellaan niiden taustalla olevia aivomekanismeja.
Kuudessa erillisessä käyttäytymistä ja aivojen toimintaa mittaavassa tutkimuksessa saatiin seuraavat tulokset. Äänen korkeutta ja sointia koodaavat piirteet (tutkimus I) sekä lyhyitä melodioita muodostavat sävelet (tutkimus II) yhdistetään toisiinsa sensorisessa mustissa jo ennen tietoista prosessointia. Myös musiikin kulttuuriset piirteet, kuten sävelasteikot länsimaisessa musiikissa, tunnistetaan automaattisesti sensorisessa muistissa ennen kuin ne tulevat tarkkaavaisuuteen (tutkimukset III ja IV). Muusikkojen lisäksi (tutkimus III) samat tulokset saatiin koehenkilöiltä, joilla ei ollut musiikkiin liittyvää aikaisempaa koulutusta. Tutkimuksessa V havaittiin lisäksi, että äänen korkeuteen erikoistuneet neuraaliset järjestelmät muuttuvat jo tunnin harjoittelun seurauksena, mutta toisaalta myös synnynnäisillä tekijöillä on suuri vaikutus musiikin kokemiseen (tutkimus VI). Yhdessä nämä tulokset pyrkivät kuvaamaan sitä, miten monimutkaisia äänen prosessointiin liittyviä ominaisuuksia sensorinen muisti pystyy käsittelemään riippumatta tarkkaavaisuudesta, tietoisesta prosessoinnista, tai musiikkiin liittyvästä aikaisemmasta koulutuksesta. Lisäksi tutkimus valottaa opittujen ja synnynnäisten tekijöiden vaikutuksia musiikin kokemisessa
