В 1988 г. Рей Долан (Ray Dolan) из Лондонского университетского колледжа провёл аналогичное исследование с людьми: их обучали придавать особую значимость одному из предъявляемых тонов. Было установлено, что это вызывает у испытуемых точно такой же сдвиг частотной настройки нейронов, что и у животных. Долгосрочные эффекты обучения за счёт нейронной перенастройки помогают, к примеру, объяснить, почему мы так быстро распознаём знакомую мелодию в шумной комнате и почему люди, страдающие потерей памяти вследствие болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний, способны вспоминать музыку, которую они запомнили в далёком прошлом.
Музыкально одарённый 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.
В 1998 г. Христо Пантев (Christo Pantev) из Мюнстерского университета в Германии показал, что, когда музыканты слушают фортепианную игру, площадь слуховых зон, реагирующих на музыку, у них на 25% больше, чем у немузыкантов. Исследования детей также подтверждают предположение, что ранний музыкальный опыт облегчает „музыкальное“ развитие мозга. В 2004 г. Антуан Шахин (Antoine Shahin), Ларри Робертс (Larry E. Roberts) и Лорел Трейнор (Laurel J. Trainor) из Университета Макмастера в Онтарио регистрировали реакции головного мозга 4-5-летних детей на звуки фортепиано, скрипки и чистые тоны. У ребят, в чьих домах постоянно звучала музыка, выявлена более высокая активность слуховых областей мозга, чем у тех, которые были на три года старше, но музыку слушали мало.
Прирождённые музыканты
Все люди рождаются музыкантами. Чтобы отыскать музыкально одарённого ребёнка, далеко ходить не надо — достаточно взглянуть на любого малыша. Задолго до того, как он начинает понимать и произносить первые слова, у него возникают отчётливые реакции на музыку. Вот почему многие родители инстинктивно предпочитают общаться со своими детьми с помощью мелодий.
Исследование, проведённое в 1999 г. в Йоркском университете в Торонто, показало, что и белые, и индейские матери напевали одну и ту же песенку в двух ситуациях — в присутствии и в отсутствие своего ребёнка. Затем оба варианты записей проигрывали другим родителям, и те точно определяли, при каких обстоятельствах напевала мать (независимо от того, исполнялась ли песня на их родном или чужом языке).
Откуда же мы знаем, что младенцы понимают музыку, если они даже не умеют разговаривать? Мы определяем это с помощью объективной оценки их поведения. Например, ребёнок сидит на коленях у матери. Слева и справа находятся две колонки, а рядом с ними — ящики из прозрачного пластика. Обычно ящики тёмные, но когда малыш поворачивает голову к одному из них, в нём загорается свет и начинает двигаться игрушечная собачка или обезьянка. Во время эксперимента исследователь, чтобы отвлечь внимание ребёнка от ящиков, манипулирует перед ним различными предметами. Музыкальный стимул (тон и мелодия) появляется из одной колонки. Время от времени экспериментатор нажимает спрятанную кнопку, изменяющую характер стимула. Если малыш замечает разницу в звучании стимула и поворачивает голову к колонке, он получает вознаграждение — вид движущейся игрушки.
Опыты показывают, что младенцы выявляют различия между двумя близкими по звучанию тонами не хуже взрослых. Кроме того, малыши замечают изменения как темпа (скорость воспроизведения) музыки, так и ритма и тональности. Кроме того, недавно обнаружили, что 2-6-месячные дети предпочитают созвучия-консонансы диссонансам. Музыкальное образование ребёнка начинается ещё раньше — в материнском чреве.
Как сообщил в 2002 г. Питер Шнейдер (Peter Schneider) из Гейдельбергского университета в Германии, объём слуховой коры у музыкантов на 30% больше, чем у людей, не имеющих отношения к музыке. Кроме того, у них бoльшая площадь мозга вовлечена в управление движениями пальцев, необходимыми для игры на различных инструментах. В 1995 г. Томас Элберт (Thomas Elbert) из Констанцского университета (Германия) сообщил, что площадь мозговых зон, получающих сенсорные ходы от указательного, среднего, безымянного пальцев и мизинца левой руки у скрипачей, была значительно больше, чем у немузыкантов (именно эти пальцы и совершают быстрые и сложные движения во время игры на инструменте). С другой стороны, учёные не выявили никакого увеличения площади корковых зон, получающих входы от правой руки, в которой музыкант держит смычок и пальцы которой не совершают особых движений. И, наконец, в 2001 г. было выявлено, что головной мозг трубачей генерирует ответы повышенной амплитуды только на звуки трубы, но не скрипки или фортепиано.
Ода радости или печали?
Исследователи изучают не только переработку мозгом „акустической“ составляющей музыки, но и процессы, благодаря которым она эмоционально воздействует на людей. В одной из таких работ было показано, что физические реакции на музыку (в виде мурашек, слёз, смеха и т. д.) возникают у 80% взрослых людей. Согласно данным опроса, проведённого в 1995 г. Яаком Пэнксеппом (Jaak Panksepp) из Университета в г. Боулинг-Грин, 70% из нескольких сотен опрошенных сказали, что они наслаждаются музыкой, „потому что она порождает эмоции и чувства“.
До недавнего времени механизмы таких реакций оставались для учёных загадкой. Однако исследование больной, страдающей двусторонним повреждением височных долей, затронувшим и области слуховой коры, подсказало ответ на мучивший нас вопрос. У пациентки сохранился нормальный интеллект и общая память, не возникает никаких трудностей с языком и речью. Но музыку (будь то старые и прежде хорошо известные ей произведения или же новые, только что прослушанные) она не узнаёт. Девушка не способна различить и две мелодии, какими бы разными они ни были. И тем не менее у неё наблюдаются нормальные эмоциональные реакции на музыку разных жанров, а её способность отождествлять эмоции с настроением музыкального произведения абсолютно адекватна. Мы предположили, что височные доли мозга необходимы для понимания мелодии, но не для возникновения соответствующей эмоциональной реакции, в развитии которой участвуют как подкорковые структуры, так и лобные доли коры.
Тюлени и музыка
В 1960 году во время плавания в Японском море наш корабль — малый рыболовецкий тральщик — стоял на рейде метрах в ста от берега одного из островов Малых Курил. Море было удивительно спокойным, а день — солнечным и тихим. Я вышел на палубу и увидел, что на расстоянии нескольких метров, высунув из воды забавные мордочки, на меня внимательно смотрят несколько небольших тюленей. Я спросил боцмана, что их так привлекает.
— Да они музыку слушают!
Действительно, по громкой связи звучала несложная мелодия. Боцман зашёл в рубку и вырубил звук. Зверьки огорчённо завертели головами и уплыли. Но стоило включить музыку, как они вернулись. Я навсегда запомнил их выразительный взгляд, ушки на макушке, усы и то, с каким вниманием они слушали нашу, человеческую музыку. Её я, правда, вспомнить не могу.
С.П. Капица
В 2001 г. Анна Блад (Anne Blood) из Университета Макгилла попыталась выявить области мозга, участвующие в развитии эмоциональных реакций на музыку. В исследовании использовались слабые эмоциональные раздражители, связанные с реакциями людей на консонансы и диссонансы. К созвучиям-консонансам относятся такие музыкальные интервалы или аккорды, для которых характерно простое соотношение частот составляющих их звуков. В качестве примера можно привести до первой октавы (частотой примерно 260 Гц) и соль той же октавы (частотой около 390 Гц). Соотношение тонов составляет 2:3, что при одновременном их воспроизведении порождает приятное для слуха созвучие. Напротив, до первой октавы и соседний до-диез (частотой 277 Гц) дают сложное соотношение частот, составляющее 8:9, и при одновременном звучании воспринимаются как неприятный аккорд.
Как реагирует на благозвучные и неблагозвучные сочетания тонов головной мозг? Его изображения, полученные с помощью позитронно-эмиссионной томографии во время прослушивания испытуемыми созвучий-консонансов и диссонансов, показали, что в развитии эмоциональных реакций участвуют различные области. Аккорды-консонансы активизировали орбитофронтальную область коры (часть мозговой системы вознаграждения) правого полушария, а также часть области, расположенной под мозолистым телом. Аккорды-диссонансы вызывали активизацию правой парагиппокампальной извилины. Таким образом, в развитии эмоциональных переживаний, связанных с восприятием музыки, принимают участие две различные системы мозговых структур. Учёные раскрыли ещё одну тайну, связанную с восприятием музыки. Когда они сканировали головной мозг музыкантов, блаженствовавших во время прослушивания мелодий, они обнаружили, что звуки вызывали активизацию ряда тех же самых мозговых систем вознаграждения, которые активизируются и под влиянием вкусной еды, занятий сексом и приёма наркотиков.
Полученные данные указывают на то, что восприятие музыки имеет биологическую природу и опосредовано специфической функциональной организацией головного мозга. Учёным совершенно ясно, что различные аспекты переработки музыкальной информации связаны с деятельностью многочисленных мозговых структур, одни из которых обеспечивают восприятие музыки (например, понимание мелодии), а другие опосредуют развитие эмоциональных реакций.