INVESTIGATING THE EFFECTS OF MATHEMATICAL MUSIC ON EEG BRAINWAVE FREQUENCIES

Öz

This study aims to present an innovative approach to the music composition process by applying mathematical principles. Five musical pieces were composed using mathematical techniques such as the Golden Ratio and Fibonacci sequences, and the potential applications of these techniques in the field of music therapy were examined. The compositions were played for healthy volunteers, and their neurological and emotional responses were measured using EEG tests. The results of these tests were systematically analyzed through brainwave measurements, allowing for the identification of new techniques and methods for potential use in music therapy. The findings highlight the therapeutic potential of music based on mathematical foundations and contribute to a deeper understanding of the relationship between music and mathematics. This study seeks to fill existing gaps in the literature by integrating mathematical methods into the music composition process and enhancing the effectiveness of music therapy.

Anahtar Kelimeler

• EEG
• Fibonacci Numbers
• Golden Ratio
• Music Therapy

MATEMATİKSEL MÜZİĞİN EEG BEYİN DALGA FREKANSLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Öz

Bu çalışmanın amacı, müzik besteleme sürecine matematiksel ilkeler uygulayarak yenilikçi bir yaklaşım sunmaktır. Beş müzik eseri, Altın Oran ve Fibonacci dizileri gibi matematiksel teknikler kullanılarak bestelenmiş ve bu tekniklerin müzik terapisi alanındaki potansiyel uygulamaları incelenmiştir. Besteler, sağlıklı gönüllülere dinletilmiş ve EEG testleri yoluyla nörolojik ve duygusal tepkileri ölçülmüştür. EEG test sonuçları, beyin dalgası ölçümleriyle sistematik olarak analiz edilmiş ve bu analizler, müzik terapisinde kullanılabilecek yeni teknikler ve yöntemlerin belirlenmesine olanak sağlamıştır. Çalışmanın bulguları, matematiksel temellere dayalı müziklerin terapötik potansiyelini ortaya koymakta ve müzik ile matematik arasındaki ilişkiyi daha derinlemesine anlamamıza katkıda bulunmaktadır. Bu çalışma, mevcut literatürdeki boşlukları doldurmayı amaçlamakta olup, müzik besteleme sürecine matematiksel yöntemlerin entegrasyonuyla müzik terapisinin etkinliğini artırmayı hedeflemektedir.

Anahtar Kelimeler

• EEG
• Fibonacci Sayıları
• Altın Oran
• Müzik Terapi

Kaynakça

1. Canyakan, S. (2020). Müziğe Verilen Duygusal Tepkide Zaman-Mekân Etkenleri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Akademik Müzik Araştırmaları Dergisi, 6(11), 23-54.
2. Cassidy, J. W. & Standley, J. M. (1995). The effect of music listening on physiological responses of premature infants in the NICU, Journal of Music Therapy. 32(4), 208-227.
3. Gena, P. & Strom, C. (1995). Musical synthesis of DNA sequences, XI Colloquio di Informatica Musicale, 203-204.
4. Koudelková, Z. & Strmiska, M. (2018). Introduction to the identification of brain waves based on their frequency, In MATEC Web of Conferences, EDP Sciences.
5. Lindley, M., & Ortgies, I. (2006). Bach-style keyboard tuning. Early Music, 34(4), 613-624.
6. Medicalpark, (2024). EEG nedir? Retrieved May 1, 2025 from https://www.medicalpark.com.tr/eeg-nedir/hg-61.
7. Mutver, S. (2017). The golden ratio in music [Master’s Thesis], ˙Istanbul University, Institute of Social Sciences, İstanbul.
8. Nyhoff, B., Aarskog, A. I., & Holm, S. (2024). Geometric Construction of Pythagorean and Just Musical Scales and Commas. The Mathematical Intelligencer, 46(1), 25-31.

9. Okay, H. H. & Ece, A. S. (2019). Psikoloji Araştırmalarında Duygu Tanımlanması için Kullanılan Müzik Eserleri ve Özellikleri, Akademik Bakış Uluslararası Hakemli Sosyal Bilimler Dergisi, (75), 1-12.
10. Panti, C. (2020). The Reception of Greek Music Theory in the Middle Ages: Boethius and the Portraits of Ancient Musicians, A Companion to Ancient Greek and Roman Music, 447-460.
11. Plato, (2006). Devlet, Türkiye Is Bankası Kültür Yayınları.
12. Siddharthan, R. (1999). Music, mathematics, and Bach: 2. Patterns in Bach’s music. Resonance, 4(5), 61-70.
13. Spitzer, M. (2009) Emotions and Musical Analysis After Meyer, Retrieved May 1, 2025 from http://www.unige.ch/ emotionalpowerofmusic/conference/Spitzer.doc.
14. Sufie, S. N. M., & Sidik, R. (2017). What is medical music therapy in Islamic civilization? International Journal of Business and Social Science, 8(3), 195-199.
15. Teplan, M. (2002). Fundamentals of EEG measurement. Measurement science review, 2(2), 1-11.
16. Yılmaz, B. & Can, Ü. K., (2019). Türkiye’de müzik terapi uygulamalarında kullanılan müzikler, OPUS International Journal of Society Researches, 13(19), 592-620.