Почему люди слушают музыку?

в головном мозге человека нет специализированного центра музыки. В ее переработке участвуют многочисленные области, рассредоточенные по всему мозгу, в том числе и те, что обычно задействованы в других формах познавательной деятельности. Размеры активных зон варьируют в зависимости от индивидуального опыта и музыкальной подготовки человека. Наше ухо располагает наименьшим количеством сенсорных клеток по сравнению с другими органами чувств: во внутреннем ухе находится всего 3,5 тыс. волосковых клеток, а в глазу - 100 млн. фоторецепторов. Но наши психические реакции на музыку отличаются невероятной пластичностью, т.к. даже кратковременное обучение способно изменить характер переработки мозгом "музыкальных входов".

 

Первичная слуховая кора, получающая входы от уха и (через таламус) низших слуховых центров, участвует в начальных процессах восприятия музыки, например, анализе высоты звука (частоты тона).

Под влиянием опыта первичная слуховая кора может перенастраиваться -
в ней увеличивается число клеток, обладающих максимальной реактивностью
к важным для человека звукам и музыкальным тонам, что влияет на дальнейшую переработку музыкальной информации во вторичных слуховых областях коры и слуховых ассоциативных зонах, где происходит переработка более сложных музыкальных характеристик (гармонии, мелодии и ритма).

 

Музыкально одаренный мозг

Подобно тому, как кратковременное обучение увеличивает число нейронов, реагирующих на звук, длительное обучение усиливает реакции нервных клеток и даже вызывает физические изменения в мозге. Реакции головного мозга профессиональных музыкантов существенно отличаются от реакций немузыкантов, а некоторые области их мозга развиты чрезмерно.

 

Но что мы знаем точно, так это то, что звук — это доступ к нашей памяти, когда остальная связь с миром съедена деменцией. Оперная певица мирового класса Нэнси Густафсон рассказывает о своей матери, у которой деменция прогрессировала до такой степени, что она уже не узнавала Нэнси и не говорила ничего, кроме «да» и «нет». Однажды Нэнси села за фортепиано в отделении, где находилась ее мама, и начала играть рождественские песни. Почти тотчас мама стала подпевать и потом какое‑то время поддерживала беседу. Нэнси основала ассоциацию «Песни наизусть» («Songs by Heart»), чтобы помогать петь людям с деменцией, живущим в домах престарелых. Музыка помогает людям с деменцией поддерживать эмоциональное и когнитивное здоровье15.

 

Мозг пожилых людей, игравших на музыкальном инструменте всего лишь на протяжении трех лет много десятилетий назад, имеет признаки более «молодого» мозга33. В частности, наблюдается более правильная временная развертка ответа на такие сложные компоненты, как ЧМ речи. Этот результат хорошо согласуется с комплементарными данными на животных, показывающими, что обогащение звуковой среды на ранних этапах развития улучшает обработку звука в более поздние годы34. Однако это улучшение все‑таки более скромное, чем у пожилых людей, которые продолжают заниматься музыкой. Только у людей, занимающихся музыкой на протяжении всей жизни, улучшается обработка всех компонентов звука, что отражено на рис. 2. Другие исследования роли музыкальных занятий в ранние годы показали, что у пожилых людей с хотя бы десятью годами музыкальной практики за плечами лучше память, организованность и когнитивная гибкость по сравнению с другими людьми с такими же данными, но без опыта (или с небольшим опытом) музыкальных занятий35.

А что, если вы уже пожилой человек и никогда не занимались музыкой? Помогут ли музыкальные занятия, если вы начнете сегодня?

Да! Как у сов с призмами на глазах и у других животных36, человеческий звуковой разум продолжает формироваться до самой старости. Пожилой человек, начинающий заниматься музыкой сегодня, получит пользу как в отношении нервной обработки сигналов, так и в отношении качества слуха. Хоровое пение по два часа в неделю на протяжении десяти недель с еженедельными уроками по вокалу привело к улучшению качества слуха на фоне шума и усилению нервного ответа на основные частоты в речи (высота голоса) у людей от 50 и до 80 лет37. Обучение игре на фортепиано в пожилом возрасте помогало лучше слышать на фоне шума и усиливало моторно-речевую систему мозга38. Еще в одном исследовании сравнивали эффект прослушивания и исполнения музыки, и оказалось, что у людей от 60 до 80 лет, которые играли музыку, улучшалась рабочая память и координация движений рук39.

 

Хорошо известно, что музыка сильно воздействует на наше настроение. Интересно напомнить читателям, что и на животных музыка действует сходным образом. Так, было показано, что у крыс с синдромом тревожности музыка Моцарта уменьшает проявления беспокойства, о чем можно судить по изменениям пульса и кровяного давления, увеличению содержания дофамина и его метаболитов в крови. У цыплят музыка также вызывает увеличение содержания дофамина в крови. В обоих исследованиях все показатели сравнивались с контрольными особями, которые слышали только белый шум. Эти данные означают, что человеку эмоциональное восприятие музыки досталось в наследство от каких-то древних способностей животных. Оно заложено у нас в генах. Но пока эта тема — огромное белое пятно в наших представлениях о прекрасном. Эта научная история только начинается (см. E. Brattico, M. Pearce, 2013. The Neuroaesthetics of Music).

И у животных, и у человека во время прослушивания музыки активируются рецепторы дофамина типа D2 в различных отделах мозга. У человека это полосатое тело в области прилежащего ядра, нижняя лобная извилина и миндалина. Рецепторы D2 имеют две изоформы — длинную (D2L) и короткую (D2S), функционирующие как пресинаптические и постсинаптические рецепторы. Соотношение изоформ зависит от нуклеотидной замены в одном из интронов гена этого рецептора. В зависимости от присутствия того или иного варианта данного аллеля — их называют G и Т — соотношение D2S/D2L меняется. Меняется соответственно и восприятие и обработка эмоциональной информации. Ученые проверили, как реагируют носители того или иного аллеля на звучание музыки, как у них меняется настроение. Кроме того, важно было понять, имеются ли различия в активации тех участков мозга, которые вовлечены в эмоциональное восприятие музыки.

 

Выяснилось, что прослушивание музыки улучшает настроение у носителей GG, а на настроение носителей GT музыка влияет слабо. Зато шум ухудшает настроение у носителей GT, тогда как людям с аллелем GG шум настроения почти не портит.

 

---

...

То же и с высотой звука: из одномерного континуума молекул, колеблющихся с разной скоростью, мозг выстраивает богатое многомерное пространство звуков разной высоты с тремя, четырьмя или даже пятью измерениями (согласно некоторым моделям). Если наш мозг достраивает столько измерений к тому, что на самом деле существует в мире, это может объяснить нашу глубокую реакцию на правильно построенные и умело объединенные звуки.

...

Музыкальные схемы у нас тоже есть, и формироваться они начинают еще в утробе матери, а затем дорабатываются, корректируются и иным образом дополняются каждый раз, когда мы слушаем музыку. Наша схема для западной музыки включает неявное знание гамм, которые там используются. Вот почему индийская или пакистанская музыка, например, звучит для нас странно, когда мы слышим ее впервые. Индийцам и пакистанцам она странной не кажется, а еще не кажется странной младенцам (по крайней мере, она звучит для них не более странно, чем любая другая). Это может показаться очевидным, но музыка кажется нам необычной лишь в силу несоответствия тому, что мы научились воспринимать как музыку. К пяти годам дети приучаются распознавать последовательности аккордов в своей музыкальной культуре — у них формируются схемы.

У нас также есть схемы для разных музыкальных жанров и стилей.


...

Локальные характеристики устной речи, такие как способность отличать одни ее звуки от других, по-видимому, латерализованы в левом полушарии. Мы обнаружили подобную латерализацию и в обработке мозгом музыки. Общий контур мелодии — ее мелодическая форма, не включающая интервалы, — обрабатывается в правом полушарии, там же локализована и способность тонко различать ноты, находящиеся близко друг к другу по высоте. В соответствии с языковыми функциями левое полушарие участвует в наименовании характеристик музыки, например названия песни, исполнителя, инструмента или музыкального интервала. Музыканты, когда играют правой рукой или читают ноты из правого зрительного поля2, используют для этого левое полушарие, так как оно отвечает за движения правой половины тела. Есть также новые доказательства того, что отслеживание развития музыкальной темы — размышления о тональности, гамме и о том, есть ли у музыкального произведения смысл, — латерализуется в левой лобной доле.

По-видимому, обучение музыке приводит к некоторому смещению ее обработки из правого (образного) полушария в левое (логическое), поскольку музыканты учатся говорить — и, возможно, думать — о музыке в лингвистических терминах. И похоже, что при нормальном развитии мозга проявляется еще большая специализация полушарий: дети демонстрируют меньшую латерализацию обработки музыки, чем взрослые, независимо от того, музыканты они или нет.

Лучше всего начать изучать музыкальные ожидания мозга с рассмотрения того, как мы отслеживаем последовательность аккордов. Самое важное отличие музыки от изобразительного искусства в том, что она проявляется во времени. Ноты звучат последовательно и заставляют нас, то есть наш мозг и разум, делать предположения о том, что будет дальше. Эти предположения — существенная часть музыкальных ожиданий.

...


Музыкальная система, по-видимому, функционирует независимо от языковой, о чем свидетельствуют многочисленные исследования пациентов, которые в результате повреждения мозга утрачивают только одну из этих способностей, но не обе сразу. Самый известный случай — история Клайва Уиринга, музыканта и дирижера, у которого повреждения мозга наступили в результате герпетического энцефалита. Как сообщил невролог Оливер Сакс, Клайв утратил большую часть автобиографической памяти, кроме музыкальных воспоминаний. Сообщалось и о других случаях, когда пациент больше не мог обрабатывать музыку, но при этом сохранял языковые способности и воспоминания. Когда у Равеля отказали некоторые части коры левого полушария, он утратил чувство высоты звука, не потеряв, однако, чувства тембра, и этот недостаток вдохновил его на создание «Болеро» — пьесы, где во всей красе предстают именно вариации в тембре. Короче говоря, музыка и речь действительно задействуют некоторые общие нейрональные ресурсы, но при этом идут каждая своим путем. Тесное соседство зон обработки музыки и речи в височных долях, а также их частичное перекрытие позволяют предположить, что сети нейронов, которые задействуются для обработки музыки и языка, скорее всего, изначально нераздельны. Затем получение человеком опыта и нормальное развитие дифференцируют функции этих двух очень похожих популяций нейронов. Достаточно вспомнить о том, что младенцы в самом раннем возрасте считаются синестетами. По-видимому, они неспособны различать сигналы, поступающие от разных органов чувств, и воспринимают мир как своего рода психоделический союз всех чувств.

...

Но удивительнее всего то, что области левого полушария, которые, как мы обнаружили, участвуют в определении музыкальной структуры, оказались теми же, что активируются у глухих людей во время общения на языке жестов. Это говорит о том, что область мозга, которую мы идентифицировали, не просто обрабатывает последовательность аккордов в музыке или предложение в речи и делает вывод о том, есть ли в них какой-то смысл. Оказалось, что она еще и реагирует на визуальную информацию, например на последовательность слов, воспроизведенных с помощью американского жестового языка. Мы нашли доказательства существования такой области мозга, которая обрабатывает структуру в целом, при том что эта структура передается во времени. Несмотря на то что данные туда поступают из различных популяций нейронов, а данные оттуда передаются через различные сети, она постоянно участвует в решении любых задач, связанных с организацией информации во времени.

Нейрональная основа восприятия музыки стала понятнее. Все звуки начинаются с барабанной перепонки. Они сразу разделяются по высоте. Потом, вероятно, речь и музыка расходятся — каждая обрабатывается по своей схеме. Речевые схемы раскладывают звуковой сигнал на отдельные фонемы — согласные и гласные звуки, из которых состоит наша фонетическая система. Музыкальные схемы раскладывают звуковой сигнал по разным характеристикам и отдельно анализируют высоту звука, тембр, контур и ритм. Выходы от нейронов, выполняющих эти задачи, поступают в области лобной доли, которые собирают всю информацию воедино и определяют, есть ли во временной последовательности какая-либо структура или порядок. Лобные доли обращаются к нашему гиппокампу и областям височной доли и запрашивают информацию из банков памяти, которая может помочь понять полученный сигнал. Слышали ли мы эту конкретную последовательность раньше? Если да, то когда? И что она значит? Является ли она частью большей последовательности, которая разворачивается перед нами прямо сейчас?

---