МУЗЫКА И МОЗГ* В чем секрет завораживающей власти музыки?
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Норман УЭЙНБЕРГЕР
МУЗЫКА И МОЗГ*
В чем секрет завораживающей
власти музыки?
М узыка окружает нас повсюду. При
звуках мощного оркестрового кре-
щендо на глаза наворачиваются слезы, и
удовольствия, что и во время вкусной
трапезы, занятий сексом или приема
наркотиков.
по спине бегут мурашки. Музыкальное Почему же музыка столь значима для
сопровождение усиливает художествен- человека и имеет над ним такую власть?
ную выразительность фильмов и спек-
таклей. Рок-музыканты заставляют нас
вскакивать на ноги и танцевать, а роди-
тели убаюкивают малышей тихими колы-
бельными песнями.
Любовь к музыке имеет глубокие
корни: люди сочиняют и слушают ее с
тех пор как зародилась культура. Более
30 тыс. лет назад наши предки уже игра-
ли на каменных флейтах и костяных
арфах. Похоже, это увлечение имеет
врожденную природу. Младенцы пово-
рачиваются к источнику приятных зву-
ков (консонансов) и отворачиваются от
неприятных (диссонансов). А когда мы
испытываем благоговейный трепет при
финальных звуках симфонии, в голов-
ном мозге активизируются те же центры
* Перепечатано с согласия редакции из журнала «В мире науки» № 2. 2006 г.
Аутизм и нарушения развития. № 2 (29). 2010 1
© Московский городской психолого-педагогический университет
© Портал психологических изданий Psyjournals, 2014Уэйнбергер Н.
Музыка и мозг. В чем секрет завораживающей власти музыки?
Окончательных ответов у нейробиологов позитора не пострадали: он помнил свои
пока нет. Однако в последние годы начали старые произведения и хорошо играл
появляться некоторые данные о том, где и гаммы. Но сочинять музыку не мог. Гово-
каким образом происходит переработка ря о своей предполагаемой опере «Жан-
музыкальной информации. Изучение па- на д’Арк», Равель признавался: «Опера у
циентов с черепно-мозговыми травмами меня в голове, я слышу ее, но никогда не
и исследование здоровых людей совре- напишу. Все кончено. Сочинять музыку я
менными методами нейровизуализации больше не в состоянии». Он умер спустя
привели специалистов к неожиданному четыре года после неудачной нейрохирур-
выводу: в головном мозге человека нет гической операции. История его болезни
особого центра музыки. В ее переработ- позволила предположить, что головной
ке участвуют многочисленные области, мозг лишен специализированного центра
рассредоточенные по всему мозгу, в том музыки.
числе и те, что обычно задействованы в Гипотезу подтвердило течение забо-
других формах познавательной деятель- левания другого известного музыканта.
ности. Размеры активных зон варьируют в После перенесенного в 1953 г. инсуль-
зависимости от индивидуального опыта и та русский композитор Виссарион Ше-
музыкальной подготовки человека. Наше балин оказался парализован и перестал
ухо располагает наименьшим количе- понимать речь, но до самой смерти, по-
ством сенсорных клеток по сравнению с следовавшей через 10 лет, сохранил спо-
другими органами чувств: во внутреннем собность к сочинительству. Таким об-
ухе находится всего 3,5 тыс. волосковых разом, предположение о независимой
клеток, а в глазу – 100 млн. фоторецепто- переработке музыкальной и речевой
ров. Но наши психические реакции на му- информации оказалось верным. Впро-
зыку отличаются невероятной пластично- чем, более поздние исследования внесли
стью, т.к. даже кратковременное обучение коррективы, связанные с двумя общими
способно изменить характер переработки особенностями музыки и языка: обе пси-
мозгом «музыкальных входов». хические функции являются средством
общения и обладают синтаксисом, т.е.
набором правил, определяющих надле-
МУЗЫКА жащее соединение элементов (нот или
В ГОЛОВЕ слов). Исследования, проведенные ме-
тодами нейровизуализации, указывают
До того как были разработаны совре- на то, что правильную конструкцию язы-
менные методы нейровизуализации, ис-
следователи изучали музыкальные спо- ОБЗОР: МУЗЫКАЛЬНЫЙ МОЗГ
собности головного мозга, наблюдая за
пациентами (включая знаменитых ком- • Даже двухмесячные младенцы повора-
чивают голову к источнику приятных для
позиторов) с различными нарушениями слуха звуков.
его деятельности вследствие травмы или
инсульта. Так, в 1933 г. у французского • На акустические и эмоциональные со-
ставляющие музыки реагируют многочис-
композитора Мориса Равеля появились ленные области мозга. Головной мозг спо-
симптомы локальной мозговой дегенера- собен изменяться, усиливая свои реакции
ции – заболевания, сопровождающегося на звуки, приобретающие для человека
атрофией отдельных участков мозговой особую важность.
ткани. Мыслительные способности ком-
2 Аутизм и нарушения развития. № 2 (29). 2010
© Московский городской психолого-педагогический университет
© Портал психологических изданий Psyjournals, 2014Уэйнбергер Н.
Музыка и мозг. В чем секрет завораживающей власти музыки?
ЗВУКИ И МОЗГ
Когда мы слушаем музыку, головной мозг реагирует на нее активизацией нескольких
областей за пределами слуховой коры, включая те, которые обычно участвуют в других
формах мыслительной деятельности. На переработку музыкальной информации ока-
зывает влияние зрительный, осязательный и эмоциональный опыт человека.
Сложная звуковая волна,
вызванная воспроизведением Звуковые волны
одной ноты
Барабанная
перепонка Улитка
Стремечко
Достигающие человека звуки преобразуются структурами на-
Улитка
ружного и среднего уха в колебания жидкости во внутреннем
в «развернутом» виде
ухе. Крошечная косточка среднего уха, стремечко, «сотрясает»
улитку, изменяя давление заполняющей ее жидкости.
В свою очередь, вибрации базилярной мем- Улитка
браны улитки заставляют сенсорные рецеп- в разрезе Волокна
торы уха, волосковые клетки, генерировать слухового
электрические сигналы, направляющиеся по нерва
слуховому нерву в головной мозг. Каждая во- 200 Гц
лосковая клетка настроена на определенную
частоту колебаний жидкости. 800 Гц
Сравнительная амплиту-
1600 Гц
да колебаний мембраны
Базилярная
мембрана Моторная (двига-
тельная) кора
Волокна слухового нерва оканчиваются
Волосковая клетка на нейронах, настроенных на различные
частоты звуков
Переработка головным мозгом музыки
основана на иерархическом и про- Слуховая Слуховая
странственном принципах. Первичная кора кора
слуховая кора, получающая входы от уха Плоскость
и (через таламус) низших слуховых цен- разреза
тров, участвует в начальных процессах Таламус
восприятия музыки, например, анализе
высоты звука (частоты тона). Под влия- Когда музыкант
нием опыта первичная слуховая кора играет на инстру-
может перенастраиваться – в ней увели- менте, активность
чивается число клеток, обладающих мак- моторной коры,
симальной реактивностью к важным для мозжечка и других
человека звукам и музыкальным тонам, структур мозга,
что влияет на дальнейшую переработку участвующих в
музыкальной информации во вторичных планировании и
слуховых областях коры и слуховых осуществлении
ассоциативных зонах, где происходит специфических,
переработка более сложных музыкаль- точно выверенных
ных характеристик (гармонии, мелодии во времени движе-
Мозжечок ний, возрастает.
и ритма). Ствол мозга
Аутизм и нарушения развития. № 2 (29). 2010 3
© Московский городской психолого-педагогический университет
© Портал психологических изданий Psyjournals, 2014Уэйнбергер Н.
Музыка и мозг. В чем секрет завораживающей власти музыки?
ПЕРЕНАСТРОЙКА МОЗГА кового и музыкального синтаксисов обе-
спечивает участок фронтальной (лобной)
Каждая клетка мозга реагирует на определенную коры, а другие отделы мозга отвечают за
высоту (частоту) звука (a). Когда какой-либо тон при- переработку связанных с ним компонен-
обретает для животного особую значимость, перво-
начальная настройка клеток изменяется (b). В резуль- тов языка и музыки.
тате участвует более обширная область мозга (c). Также мы получили полное представле-
ние о том, как головной мозг реагирует на
музыку. Слуховая система, как и все про-
Число клеток
a) чие сенсорные системы организма, имеет
1 2 3 4 5 6 7
иерархическую организацию. Она состо-
ит из цепочки центров, которые перера-
Реакция
батывают нервные сигналы, направляю-
щиеся из уха в высший отдел слухового
С D E F G A B
анализатора – слуховую кору. Переработ-
ка звуков (например, музыкальных тонов)
Высота/Частота звука
начинается во внутреннем ухе (улитке),
сортирующем сложные звуки (издавае-
Частота биологически мые, например, скрипкой) на составля-
b) 140 Максимальная
реакция
значимого звука ющие элементарные частоты. Затем по
120 волокнам слухового нерва, настроенным
Максимальная на разную частоту, улитка посылает ин-
Реакция (импульсов в секунду)
100 реакция
формацию в виде последовательности
80 нейронных разрядов (импульсов) в голов-
ной мозг. В итоге они достигают слуховой
60
До обучения коры в височных долях мозга, где каждая
После клетка реагирует на звуки определенной
40
обучения
частоты. Кривые частотной настройки
20
соседних клеток перекрываются, т.е. раз-
0 рывы между ними отсутствуют, и на по-
верхности слуховой коры формируется
-20
01 1 10 100 частотная карта звуков.
Частота (кГц) Реакции головного мозга на музыку
с) гораздо сложнее. Музыка состоит из по-
следовательности нот, и ее восприятие
зависит от способности мозга улавливать
До обучения (средняя
32 16 8 4 2 взаимосвязь между звуками. Многие его
частота октав в кГц)
области участвуют в переработке различ-
ных компонентов музыки. Возьмем, на-
32 16 8 4 2 После обучения
пример, тон, включающий в себя как ча-
стотные составляющие, так и громкость
звука. Одно время исследователи счита-
ли, что клетки, настроенные на опреде-
ленную частоту, «услышав» ее, всегда
реагируют одинаково.
Но в конце 1980-х гг. Томас Маккена
(Thomas M. McKenna) и автор настоящей
4 Аутизм и нарушения развития. № 2 (29). 2010
© Московский городской психолого-педагогический университет
© Портал психологических изданий Psyjournals, 2014Уэйнбергер Н.
Музыка и мозг. В чем секрет завораживающей власти музыки?
ПРИРОЖДЕННЫЕ МУЗЫКАНТЫ
Откуда же мы знаем, что младенцы по-
нимают музыку, если они даже не умеют
разговаривать? Мы определяем это с помо-
щью объективной оценки их поведения. На-
пример, ребенок сидит на коленях у матери.
Слева и справа находятся две колонки, а
рядом с ними – ящики из прозрачного пла-
стика. Обычно ящики темные, но когда ма-
лыш поворачивает голову к одному из них,
в нем загорается свет, и начинает двигать-
ся игрушечная собачка или обезьянка. Во
время эксперимента исследователь, чтобы
отвлечь внимание ребенка от ящиков, ма-
нипулирует перед ним различными пред-
Все люди рождаются музыкантами. Чтобы метами. Музыкальный стимул (тон и мело-
отыскать музыкально одаренного ребенка, дия) появляется из одной колонки. Время
далеко ходить не надо – достаточно взгля- от времени экспериментатор нажимает
нуть на любого малыша. Задолго до того, как спрятанную кнопку, изменяющую характер
он начинает понимать и произносить первые стимула. Если малыш замечает разницу в
слова, у него возникают отчетливые реак- звучании стимула и поворачивает голову к
ции на музыку. Вот почему многие родите- колонке, он получает вознаграждение – вид
ли инстинктивно предпочитают общаться со движущейся игрушки.
своими детьми с помощью мелодий. Иссле- Опыты показывают, что младенцы вы-
дование, проведенное в 1999 г. в Йоркском являют различия между двумя близкими по
университете в Торонто, показало, что мате- звучанию тонами не хуже взрослых. Кро-
ри, вне зависимости от этнической принад- ме того, малыши замечают изменения как
лежности, напевали одну и ту же песенку и темпа (скорость воспроизведения) музыки,
когда находились рядом с ребенком, и когда так и ритма, и тональности. Кроме того, не-
оставались одни. Когда оба варианта запи- давно обнаружили, что 2–6-месячные дети
сей проигрывали другим родителям, те точно предпочитают созвучия-консонансы диссо-
определяли, при каких обстоятельствах напе- нансам. Музыкальное образование ребенка
вала мать, в независимости от того, на каком начинается еще раньше – в материнском
языке исполнялась песня. чреве.
статьи подвергли это представление со- составляют основу любой мелодии. Мы
мнению. В те годы мы изучали реакции сконструировали мелодии, состоящие
головного мозга на звуковые контуры – из различных контуров, используя пять
комплексы звуков увеличивающейся одинаковых тонов, а затем зарегистриро-
или уменьшающейся высоты, которые вали реакции одиночных нейронов слу-
Этой костяной флейте, найденной во Франции, по меньшей мере 32 тыс. лет:
люди сочиняли и исполняли музыку с тех пор как зародилась культура.
Аутизм и нарушения развития. № 2 (29). 2010 5
© Московский городской психолого-педагогический университет
© Портал психологических изданий Psyjournals, 2014Уэйнбергер Н.
Музыка и мозг. В чем секрет завораживающей власти музыки?
ховой коры кошки. Было обнаружено, посредственно после обучения и некото-
что реакции клеток (число разрядов) за- рое время (до двух месяцев) спустя. Было
висели от положения данного тона в ме- обнаружено, что настройка нейронов из-
лодии: нейроны могли разряжаться более менилась, сместившись в область частот
интенсивно, если тону предшествовали сигнального тона. Таким образом, мы
другие тоны, чем когда он был первым выяснили, что обучение вызывает пере-
в мелодии. Кроме того, на один и тот же настройку мозга, в результате которой
тон клетки реагировали по-разному, в за- увеличивается число нейронов, отвечаю-
висимости от того, был ли он частью вос- щих максимальными реакциями на пове-
ходящего контура (в котором высота зву- денчески значимые звуки. Процесс охва-
ков увеличивалась) или нисходящего. Это тывает всю слуховую кору, переиначивая
указывает на большое значение паттерна частотную карту так, чтобы переработкой
мелодии: переработка информации в слу- информации о значимых звуках занима-
ховой системе существенно отличается от лись более обширные ее участки. Для того
простой ретрансляции звуков в телефоне чтобы определить, какие звуковые часто-
или стереосистеме. ты представляют для животного особую
Реакции мозга на музыку зависят так- важность, достаточно изучить частотную
же от опыта и подготовленности слуша- организацию его слуховой коры.
теля. Они могут меняться даже под влия- В 1988 г. было проведено аналогич-
нием кратковременного обучения. Так, ное исследование с людьми: их обучали
например, еще 10 лет назад ученые счита- придавать особую значимость одному из
ли, что каждая клетка слуховой коры раз предъявляемых тонов. Было установле-
и навсегда настроена на определенные но, что это вызывает у испытуемых точ-
характеристики звука. Однако оказалось, но такой же сдвиг частотной настройки
что настройка клеток может меняться: нейронов, что и у животных. Результаты
некоторые нейроны становятся сверхчув- долгосрочного обучения за счет нейрон-
ствительными к звукам, привлекающим ной перенастройки помогают, например,
внимание животных и хранящимся у них объяснить, почему мы так быстро распо-
в памяти. знаем знакомую мелодию в шумной ком-
В 1990-х гг. мы провели опыт, в кото- нате и почему люди, страдающие потерей
ром попытались выяснить, меняется ли памяти вследствие болезни Альцгеймера
базовая организация слуховой коры у жи- и других нейродегенеративных заболева-
вотного, когда оно начинает понимать, ний, способны вспоминать музыку, кото-
что какой-то определенный тон для него рую они запомнили в далеком прошлом.
важен. Вначале мы предлагали морским
свинкам множество разнообразных тонов
и регистрировали ответы нейронов, что- МУЗЫКАЛЬНО
бы определить, какие из них вызывают ОДАРЕННЫЙ МОЗГ
максимальные реакции клеток. Затем мы
обучали животных воспринимать опреде- Подобно тому как кратковременное
ленный тон как сигнал, предшествую- обучение увеличивает число нейронов,
щий болевому раздражению лап слабым реагирующих на звук, длительное обуче-
электрическим током. Условный рефлекс ние усиливает реакции нервных клеток
вырабатывался у морских свинок через и даже вызывает физические изменения
несколько минут. После этого мы снова в мозге. Реакции головного мозга про-
определяли силу нейронных ответов не- фессиональных музыкантов существенно
6 Аутизм и нарушения развития. № 2 (29). 2010
© Московский городской психолого-педагогический университет
© Портал психологических изданий Psyjournals, 2014Уэйнбергер Н.
Музыка и мозг. В чем секрет завораживающей власти музыки?
ТЮЛЕНИ И МУЗЫКА
а день – солнечным и тихим. Я вышел на па-
лубу и увидел, что на расстоянии нескольких
метров, высунув из воды забавные мордоч-
ки, на меня внимательно смотрят несколько
небольших тюленей.
Я спросил боцмана, что их так привле-
кает.
– Да они музыку слушают!
Действительно, по громкой связи звучала
несложная мелодия. Боцман зашел в рубку
и вырубил звук. Зверьки огорченно заверте-
ли головами и уплыли. Но стоило включить
музыку, как они вернулись. Я навсегда за-
помнил их выразительный взгляд, ушки на
В 1960 году во время плавания в Япон- макушке, усы и то, с каким вниманием они
ском море наш корабль – малый рыболо- слушали нашу, человеческую музыку. Ее я,
вецкий тральщик – стоял на рейде метрах правда, вспомнить не могу.
в ста от берега одного из островов Малых
Курил. Море было удивительно спокойным, С. П. Капица
отличаются от реакций немузыкантов, безымянного пальцев и мизинца левой
а некоторые области их мозга развиты руки у скрипачей, значительно больше,
чрезмерно. чем у немузыкантов (именно эти пальцы и
Когда музыканты слушают фортепи- совершают быстрые и сложные движения
анную игру, площадь слуховых зон, реа- во время игры на инструменте). С другой
гирующих на музыку, у них на 25% боль- стороны, ученые не выявили никакого
ше, чем у людей, не имеющих отношения увеличения площади корковых зон, по-
к музыке. Исследования детей также под- лучающих входы от правой руки, в кото-
тверждают предположение, что ранний рой музыкант держит смычок, и пальцы
музыкальный опыт облегчает «музыкаль- которой не совершают особых движений.
ное» развитие мозга. Ученые регистриро- И, наконец, было выявлено, что головной
вали реакции головного мозга 4–5-лет- мозг трубачей генерирует ответы повы-
них детей на звуки фортепиано, скрипки шенной амплитуды только на звуки тру-
и чистые тоны. У ребят, в чьих домах по- бы, но не скрипки или фортепиано.
стоянно звучала музыка, выявлена более
высокая активность слуховых областей
мозга, чем у тех, которые были на три года ОДА К РАДОСТИ
старше, но музыку слушали мало. ИЛИ ПЕЧАЛИ?
Объем слуховой коры у музыкантов на
30% больше, чем у людей, не имеющих Исследователи изучают не только пере-
отношения к музыке. Кроме того, у них работку мозгом «акустической» составля-
бoльшая площадь мозга вовлечена в управ- ющей музыки, но и процессы, благодаря
ление движениями пальцев, необходимы- которым она эмоционально воздействует
ми для игры на различных инструментах. на людей. В одной из таких работ было
Площадь мозговых зон, получающих сен- показано, что физические реакции на му-
сорные ходы от указательного, среднего, зыку (в виде мурашек, слез, смеха и т.д.)
Аутизм и нарушения развития. № 2 (29). 2010 7
© Московский городской психолого-педагогический университет
© Портал психологических изданий Psyjournals, 2014Уэйнбергер Н.
Музыка и мозг. В чем секрет завораживающей власти музыки?
возникают у 80% взрослых людей. 70% из созвучие. Напротив, до первой октавы и
нескольких сотен опрошенных сказали, соседний до-диез (частотой 277 Гц) дают
что они наслаждаются музыкой, «потому сложное соотношение частот, составляю-
что она порождает эмоции и чувства». щее 8:9, и при одновременном звучании
До недавнего времени механизмы таких воспринимаются как неприятный аккорд.
реакций оставались загадкой. Однако ис- Как реагирует на благозвучные и не-
следование больной, страдающей двусто- благозвучные сочетания тонов головной
ронним повреждением височных долей, мозг? Его изображения, полученные с
затронувшим и области слуховой коры, помощью позитронно-эмиссионной то-
подсказало ответ на мучивший нас вопрос. мографии во время прослушивания ис-
У пациентки сохранился нормальный ин- пытуемыми созвучий-консонансов и
теллект и общая память, не возникает ни- диссонансов, показали, что в развитии
каких трудностей с языком и речью. Но эмоциональных реакций участвуют раз-
музыку (будь то старые и прежде хорошо личные области. Аккорды-консонансы
известные ей произведения или же новые, активизировали орбитофронтальную об-
только что прослушанные) она не узнает. ласть коры (часть мозговой системы воз-
Девушка не способна различить и две ме- награждения) правого полушария, а также
лодии, какими бы разными они ни были. И часть области, расположенной под мозо-
тем не менее у нее наблюдаются нормаль- листым телом. Аккорды-диссонансы вы-
ные эмоциональные реакции на музыку зывали активизацию правой парагиппо-
разных жанров, а ее способность отождест- кампальной извилины. Таким образом, в
влять эмоции с настроением музыкально- развитии эмоциональных переживаний,
го произведения абсолютно адекватна. Мы связанных с восприятием музыки, при-
предположили, что височные доли мозга нимают участие две различные системы
необходимы для понимания мелодии, но мозговых структур. Ученые раскрыли еще
не для возникновения соответствующей одну тайну, связанную с восприятием му-
эмоциональной реакции, в развитии кото- зыки. Когда они сканировали головной
рой участвуют как подкорковые структу- мозг музыкантов, блаженствовавших во
ры, так и лобные доли коры. время прослушивания мелодий, они об-
В 2001 г. ученые из Университета Мак- наружили, что звуки вызывали активиза-
гилла попытались выявить области мозга, цию ряда тех же самых мозговых систем
участвующие в развитии эмоциональных вознаграждения, которые активизируют-
реакций на музыку. В исследовании ис- ся и под влиянием вкусной еды, занятий
пользовались слабые эмоциональные сексом и приема наркотиков.
раздражители, связанные с реакция- Полученные данные указывают на то,
ми людей на консонансы и диссонансы. что восприятие музыки имеет биологиче-
К созвучиям-консонансам относятся та- скую природу и опосредовано специфи-
кие музыкальные интервалы или аккор- ческой функциональной организацией
ды, для которых характерно простое соот- головного мозга. Ученым совершенно
ношение частот составляющих их звуков. ясно, что различные аспекты переработ-
В качестве примера можно привести до ки музыкальной информации связаны с
первой октавы (частотой примерно 260 деятельностью многочисленных мозго-
Гц) и соль той же октавы (частотой около вых структур, одни из которых обеспечи-
390 Гц). Соотношение тонов составляет вают восприятие музыки (например, по-
2:3, что при одновременном их воспро- нимание мелодии), а другие опосредуют
изведении порождает приятное для слуха развитие эмоциональных реакций.
8 Аутизм и нарушения развития. № 2 (29). 2010
© Московский городской психолого-педагогический университет
© Портал психологических изданий Psyjournals, 2014Вы также можете почитать
