Contributions of neuroimaging in singing voice studies: a systematic review

Abstract

It is assumed that singing is a highly complex activity, which requires the activation and interconnection of sensorimotor areas. The aim of the current research was to present the evidence from neuroimaging studies in the performance of the motor and sensory system in the process of singing. Research articles on the characteristics of human singing analyzed by neuroimaging, which were published between 1990 and 2016, and indexed and listed in databases such as PubMed, BIREME, Lilacs, Web of Science, Scopus, and EBSCO were chosen for this systematic review. A total of 9 articles, employing magnetoencephalography, functional magnetic resonance imaging, positron emission tomography, and electrocorticography were chosen. These neuroimaging approaches enabled the identification of a neural network interconnecting the spoken and singing voice, to identify, modulate, and correct pitch. This network changed with the singer's training, variations in melodic structure and harmonized singing, amusia, and the relationship among the brain areas that are responsible for speech, singing, and the persistence of musicality. Since knowledge of the neural networks that control singing is still scarce, the use of neuroimaging methods to elucidate these pathways should be a focus of future research. Keywords: Voice; Neuroimaging; Music RESUMO Admite-se que o canto seja uma atividade de alta complexidade pois requer ativação e interconexão de áreas sensório-motoras. Esta pesquisa teve como objetivo apresentar as evidências originadas por estudos de neuroimagem sobre a atuação do sistema motor e sensitivo na produção do canto. Na construção da revisão sistemática, foram premissas o período de publicação entre 1990 e 2016, artigos publicados em periódicos indexados e constantes nas bases de dados PubMed, BIREME, Lilacs, Web of Science, Scopus ou EBSCO, referentes a estudos sobre características do canto humano analisadas por neuroimagem. Os nove artigos analisados, com emprego de magnetoencefalografia, imagem por ressonância magnética funcional, tomografia por emissão de pósitrons ou eletrocorticografia, possibilitaram comprovar existência de uma rede neuronal interligada entre a modalidade falada e cantada para identificação, modulação e correção de violações de pitch, que podem ser alteradas com o treinamento do cantor, bem como alteração da estrutura melódica e harmonização do canto, amusia, relação entre áreas cerebrais responsáveis pela fala, canto e persistência da musicalidade. Assim, o conhecimento das áreas cerebrais e das interconexões necessárias ao canto ainda é escasso e deve ser um tema de pesquisas no futuro, empregando métodos de neuroimagem.

ParkinSong: A Controlled Trial of Singing-Based Therapy for Parkinson’s Disease

“…12 It generates widespread neural activation and uses many of the structures and mechanisms used for speech (such as the inferior precentral and postcentral gyrus, superior temporal gyrus, and superior temporal sulcus bilaterally). 13,14 Singing demands increased respiratory support, louder and more sustained phonation, and greater pitch variation and articulation than talking, 15 thus theoretically targeting many elements of impaired speech in PD. Singing can also activate the reward, arousal, and emotion networks in the brain through stimulating the release of dopamine, oxytocin, serotonin, and endorphins and reducing cortisol levels.…”

Terapia vocal com abordagem respiratória em idosos: revisão integrativa da literatura

“…Cantar exige maior suporte respiratório, fonação em forte intensidade, sustentada e maior variação de articulação e de tom do que falar 36 . Além disso, também possibilita ativar as redes de recompensa, excitação e emoção no cérebro, estimulando a liberação de ocitocina, dopamina, serotonina e endorfinas e, como resultado, reduz o cortisol 36,37 . Inclusive, estimula o contexto de grupo que permite a conexão social e promove o bem-estar, o que facilita a coesão, vínculo e empatia entre os participantes 37 .…”

ParkinSong Online: protocol for a telehealth feasibility study of therapeutic group singing for people with Parkinson’s disease

“…11 The conceptual framework underpinning the ParkinSong intervention draws on neurobiological understandings of the shared neural networks and structural mechanisms used during singing and speech, and principles of auditory-motor coupling, 12 where rhythmic cues are used to stimulate and organise motor function. [13][14][15] Group singing can reduce speech and nonmotor symptoms. 6 10 16 It can also act as a health-promoting resource that builds individual resilience and social capital.…”