Binaural beats and music: using theta and alpha waves in music to induce relaxation and meditation

Abstract

The current audio marketplace is full of products and services that promise a variety of benefits for their listeners’ wellbeing and self-improvement. The binaural beat is a phenomenon that is frequently used in these audio applications. It is an illusionary auditory effect created in the human brain when two slightly different sound frequencies are presented simultaneously, one in the left and one in the right ear. Regardless of how it is used, past research results related to binaural beats’ impact on humans are mixed and sometimes even contradictory. Moreover, some of the researchers acknowledge the further need for studies focusing on the practical applications of binaural beats in particular.

Motivated by this context, this thesis is an art-based exploration of the creation of binaural beats, their suggested effects on listeners and how they can be combined with music to induce relaxation and meditation. The emphasis is on two types of binaural beats, Theta and Alpha waves. Even though this thesis leans on the past research conducted in the field, it also features a practical, audio-based part that delves deeper into binaural beats and their use in practice. This practical project consists of an album named Hidden, which utilizes binaural beats and was created for a company called Havas, who will feature the album in their employees’ recreational space.

This thesis found that in some of the previous research reports binaural beats were associated with having an impact on listeners’ sleep, anxiety, memory, attention and visual perception, and, particularly in the case of Theta and Alpha waves, binaural beats were linked to relaxation and a meditative state of mind. Hidden integrated binaural beats with music by turning them into musical notes and chord structures, and the creation of its pieces was inspired by past research regarding relaxing sounds and music. As a result, Hidden has a relatively slow tempo and predictable rhythm, and it utilizes repetition and nature sound recordings. Synthesizers were particularly useful when creating the music and binaural beats.

This thesis responds to the recent demand for research regarding binaural beats, as it summarizes certain key effects they have been claimed to have while providing practical solutions on how to create and combine them with music in an attempt to elicit relaxation and meditation. Further research is needed to evaluate the effectiveness of Hidden.

Nykymaailma on täynnä erilaisia äänituotteita ja –palveluita, jotka lupaavat käyttäjilleen moninaisia hyötyjä heidän terveytensä ja itsensä kehittämisen näkökulmasta. Binaural beat on ilmiö, jota usein käytetään näissä tuotteissa ja palveluissa. Se on ihmisaivoissa syntyvä ääni-illuusioefekti, joka saa alkunsa kahden toisistaan poikkeavan äänitaajuuden samanaikaisesta kuulemisesta siten, että yksi äänisignaali kohdentuu ihmisen oikeaan korvaan ja toinen äänisignaali vasempaan korvaan. Ilmiötä käsittelevä tutkimus tarjoaa vaihtelevia tutkimustuloksia, jotka ovat toisinaan jopa ristiriitaisia keskenään. Osa alan tutkijoista tiedostaa binaural beat -ilmiön kaipaavan lisätutkimusta erityisesti sen käytännön sovelluksiin liittyen.

Tämä konteksti inspiroi opinnäytetyötäni, joka on taidepohjainen tutkimus siitä, minkälaisia vaikutuksia binaural beatseillä on väitetty olevan ihmiselle ja kuinka niitä voi yhdistää musiikkiin, joka auttaa ihmisiä rentoutumaan tai meditoimaan. Tämä tutkimus keskittyy etenkin Theta- ja Alpha-ääniaaltoihin, jotka ovat erityisiä binaural beatsien muotoja. Opinnäytetyö hyödyntää materiaalina aiheesta tehtyä aiempaan tutkimusta, mutta se sisältää myös ääniteoksen, joka käsittelee ja analysoi ääni-ilmiötä ja sen käytännön sovelluksia Hidden-albumin kautta. Albumi tulee esille Havas-nimisen yrityksen työntekijöille tarkoitettuun virkistys- ja taukotilaan.

Osa tutkijoista väittää, että binaural beat -ääniaallot voivat vaikuttaa kuulijan uneen, ahdistuneisuuteen, muistiin, tarkkaavaisuuteen ja visuaaliseen havaintokykyyn. Theta- ja Alpha-ääniaaltojen uskotaan liittyvän erityisesti kuulijan rentoutumiseen ja hänen kokemaansa meditatiiviseen mielentilaan. Hidden yhdistää binaural beatsejä musiikkiin muuttamalla äänisignaalit musiikillisiksi säveliksi ja sointurakenteiksi, ja albumin kappaleet myös hyödyntävät aiempaa tutkimusta rentouttavan äänen ja musiikin ominaispiirteisiin liittyen. Tästä johtuen albumin kappaleissa on suhteellisen hidas tempo ja tasainen rytmi, ja niissä korostuvat toisto ja moninaiset luontoäänitykset. Erilaiset syntetisaattorit ovat albumin keskeinen äänilähde niin musiikin kuin binaural beatsien luomista varten.

Opinnäytetyö vastaa binaural beats –ilmiötä koskevaan tutkimustarpeeseen. Se esittelee ääni-ilmiöstä yleisimmin johdettuja vaikutuksia kuulijalle, mutta työ myös tarjoaa käytännöllisiä tapoja luoda ja yhdistää binaural beatsejä musiikkiin, jonka tavoitteena on auttaa kuulijaa rentoutumaan tai meditoimaan. Hidden-albumin vaikuttavuuden arviointi kuulijan rentoutumiseen ja hänen kokemaansa meditatiiviseen mielentilaan liittyen tarvitsee lisätutkimusta.