Бетховен с кохлеарным имплантом и K-pop от деменции: что говорит наука о нашем восприятии музыки

Звук — сильнейший стимул для человеческого мозга. Любимая мелодия может оживить воспоминания, писк комара — лишить сна, скрежет ножа по тарелке — разрушить идиллию семейного застолья. Новейшие технологии помогают учёным узнать больше о непростых взаимоотношениях мира звуков и нервной системы человека. Кому поможет сеанс сенсорной депривации, зачем нужны «нейроны пения» и смог бы Бетховен прослушать свою Девятую симфонию, если бы потерял слух в наши дни — рассказывает Анна Хоружая.

Больше материалов о технологиях в сфере музыки и не только вы найдёте на портале «Истовый инженер». Наши статьи, лекции и интервью создаются для тех, кому интересно разбираться, как устроен современный технологичный мир. А ещё у нас есть канал в Telegram, где мы делимся историей различных технологий и другими полезными материалами.

— Анна, мы с вами живём в Москве — мегаполисе, ежесекундно генерирующем миллиарды различных звуков. Стройка, частные автомобили, мусороуборщики, уличные кафе, общественный транспорт… Но 100 лет назад, не говоря уже про два столетия, тут было заметно тише. Как за эти два века промышленного процветания изменился наш мозг?

Для нас с вами два столетия — это огромный срок. Но для эволюции человеческого мозга — это не более чем мгновение. Не стоит надеяться обнаружить какие-то анатомические изменения в нём за интересующий вас период, хотя информации, безусловно, стало многократно больше. Трудно даже приблизительно сопоставить звуковой мир москвича начала XIX века и, скажем, жителя сегодняшних Химок — это разные вселенные. Но мозг человека настолько пластичный орган, что способен переварить их обе, и запас при этом ещё останется.

— То есть нам с вами не нужно опасаться звуковой перегрузки? Как тогда объяснить периодически возникающее желание бросить всё, отключить телефон и побыть в тишине?

Давайте проясним, что такое звук с точки зрения нейробиологии. Это такая же единица сенсорной информации для уха, как свет для зрения. Но одно из удивительных свойств нашего мозга — это способность разделять информацию на важную и остальную. Вспомните, как умело вы фокусируете внимание на говорящем в толпе знакомом вам человеке. При этом шум толпы и другие помехи отступают на второй план. Мозг из непрерывного информационного потока вычленяет самые важные стимулы, и только затем пускает их в наше сознание — условно, префронтальную кору.

— Нейробиология определяет тот участок мозга, где находится сознание?

Физиология сознания и в каких коррелятах его можно исследовать — вопрос открытый. Но то, что лобные доли, префронтальная кора играют в сознательной жизни человека определяющую роль, уже давно известно. Нет сомнений и в том, что до нашего сознания доходит только очень небольшая часть информации, которая попадает в мозг через сенсорные каналы. Кому-то может показаться это функциональным несовершенством, но это глубочайшее заблуждение. Большая часть этих данных не представляет для нас важности, поэтому мозг её просто игнорирует. И это идеальная селекция, оберегающая нас от всякого рода перезагрузок.

— Иногда всё же очень хочется на неделю к бабушке, в деревню. Тишины и покоя…

То, что вы описываете, на научном языке называется частичной сенсорной депривацией. Она нужна для того, чтобы мозг, образно выражаясь, немного сбавил обороты и не использовал дополнительную энергию для обработки лишних стимулов и их сортировки.

— Современная нейробиология видит, какой процент входящей информации обрабатывается, а какой — отсеивается? Есть какие-то визуальные или иные подтверждения этих процессов?

Это очень сложно просчитать математически, потому что трудно создать идеальные экспериментальные условия. Но с помощью определенных тестов мы можем удостовериться, что такое-то утверждение соответствует действительности, а такое-то ложно. Что касается определения первостепенной и вторичной информации, это подтверждено опытным путем. Более того: работая с этим феноменом, обнаружили другой. Как оказалось, когда мы слушаем внимательно человека, а вокруг нас ещё кто-то разговаривает, мозг преображает речь этого главного рассказчика в лингвистические единицы — фонемы. То есть эта история раскладывается нашим мозгом на минимальные звуковые фрагменты, которые помогают быстро отличить одно слово от другого и их проанализировать. При этом другие истории, на которые не направлено наше внимание, на такие фонемы в мозге не раскладываются. И эту разницу мы четко можем наблюдать на электроэнцефалограмме.

— Как сейчас наука помогает неслышащим? Мог ли Бетховен, будь он нашим современником, услышать в живом исполнении свою Девятую симфонию?

— Потрясающее достижение человечества — кохлеарные импланты. Они существуют уже давно, но только в последние десятилетия удаётся создавать действительно высококлассную аппаратуру, способную покрыть своим диапазоном практически всю человеческую речь. При этом до уровня музыкальных проигрывателей им ещё очень далеко. Новейшие кохлеарные импланты позволяют слышать мелодию, но только в том случае, если эта мелодия специальным образом обработана.

— Её нужно как-то обеднять, примитизировать звучание? Бетховен не испугался бы собственного творения?

К сожалению, этот метод не возвращает человеку возможность полного взаимодействия со звуковым миром, но хотя бы социализирует его. Страдающий глухотой может распознавать речь и отвечать. Не сразу, но постепенно он этому обучается. Работает с сурдотерапевтом, привыкает к звучанию.

Установка кохлеарного импланта в возрасте до года позволяет максимально социализировать ребенка. Он сразу учится ощущать этот мир с кохлеарным имплантом, поэтому ему всё это дается легче. Чем старше человек, который потерял слух, тем сложнее ему с этим имплантом взаимодействовать.

— Какова стоимость этой процедуры?

В России она делается по программе высокотехнологичной медицинской помощи и квотируется. Если есть такая необходимость, человеку выдается квота, и далее государство всё оплачивает. В противном случае это было бы не по карману большинству наших граждан.

— Насколько вероятно, что в обозримом будущем импланты будут размером с наночастицу и их научатся встраивать прямо в нейрон?

Довольно фантастическое представление. Но даже если предположить, что это когда-нибудь будет возможно, представьте, какое искушение возникнет у злоумышленников. Вряд ли такое воздействие будет оправданным просто для того, чтобы послушать музыку.

— Получается, великий немецкий композитор ничего не потерял, покинув этот мир два столетия тому назад.

Как сказать. Возможно, его Девятая симфония, если её умело перевести на язык кохлеарного импланта, зазвучит сегодня по-новому. Почему вы исключаете, что ему это понравилось бы? Он был новатором своего времени.

— Одно из последних резонансных открытий в нейробиологии — нервные клетки, отвечающие исключительно за восприятие пения. На мелодию без слов они не реагируют. Означает ли это, что вся наша нервная система строго сегментирована и со временем мы сможем обнаружить, скажем, нейроны любителя джаза или обожателя фальцета Григория Лепса?

Любая музыка обладает характеристиками — частотой, высотой, тембром. Нейроны реагируют не на жанр или исполнителя, а на эти самые характеристики. Мы уже знаем, что есть клетки в слуховой коре, активность которых связана с обработкой тональности. Но есть исследования, указывающие не на сегментированность, а напротив — доказывающие, что музыку мы воспринимаем вообще всем мозгом. Это удивительно, потому что в ответ, например, на визуальные раздражители или речь в голове активируются определенные области. То же самое при тактильной стимуляции. Когда же звучит музыка — активен весь мозг, включая такие «древние» зоны, как ствол мозга. Почитайте великолепного американского невролога и нейропсихолога Оливера Сакса. Он много писал на эту тему и был пропагандистом музыкальной терапии.

— А если я не интересуюсь музыкой и меня заботит одна математика — это можно понять по работоспособности моих полушарий?

История про правополушарных и левополушарных людей — это миф. У каждого человека в равной степени активности работают оба полушария, просто задачи иногда могут «смещаться» или латерализоваться — то есть в одном полушарии происходит больше работы одного вида, а в другом — другого. Это зависит от жизненных ситуаций. Математик тоже воспринимает музыку всем мозгом.

— Если даже математик реагирует на музыку активацией всего мозга, то что тогда происходит в голове у композитора или дирижёра с абсолютным слухом? Или людей с таким совершенным восприятием тоже на самом деле не существует?

Абсолютный слух — это действительно нейробиологическое явление. Точнее даже генетическое, передающееся по наследству. Мозг человека с абсолютным слухом особенным образом обрабатывает звуковые стимулы. Если сравнить во время прослушивания какой-нибудь мелодии электроэнцефалограммы рядового ученика музыкальной школы и другого, обладающего абсолютным слухом, то мы увидим, что у рядового в момент обработки звуковой информации будут активироваться области, связанные с памятью. Он будет сравнивать то, что слышит в моменте, с предыдущим опытом, и сопоставлять звучание. У человека с абсолютным слухом такой активации мы не увидим. Его мозг не будет пытаться с чем-то сравнить слышимые ноты. Это чистое восприятие.

— Вы упомянули музыкальную терапию. Она не из области мифотворчества?

Терапевтический эффект музыки доказан обширным блоком научных исследований. Разумеется, рак вылечить Чайковским у вас не получится, но реабилитацию постинсультного больного музыкальная терапия ускорит, а дегенеративные процессы у страдающего деменцией, напротив, замедлит.

Сила музыки заключается в том, что она действенна даже в тех случаях, когда функция речи полностью утрачивается. Это происходит, если по разным причинам разрушаются ответственные за речь отделы мозга или звенья, связывающие их друг с другом.

Но музыка, как мы уже отмечали, воспринимается всем мозгом и представляет собой более древнюю, предречевую функцию. Элементы музыки, такие как ритм, тембр, мелодия, обрабатываются по-разному. Поэтому Оливер Сакс и говорил, что мы слушаем музыку всеми частями мозга.

Когда человек с деменцией слушает музыку, у него происходит изменение выражения лица, уменьшается напряжение, возникает вокальная деятельность. С помощью музыкальной терапии можно побудить малоподвижного пациента к физической активности или наоборот — снизить ажитацию у беспокойного больного.

— Давайте перейдем от терапии к психологии. Почему большинству людей так некомфортно слушать собственную речь в записи? Вы свой голос с какими эмоциями слушаете?

Я в данном случае в числе большинства. Но не готова согласиться с тем, что виновата в этом психология. Скорее тут нам следует обратиться к анатомии. Мы слышим голос внутри себя не так, как он звучит в пространстве. В человеческом черепе много полостей, которые резонируют. Этот резонанс накладывается на те звуковые вибрации, которые производят гортань и голосовые связки. Всё это сложное взаимодействие приводит к тому, что мы слышим свой голос иначе, чем его слышат другие, и на записи, без резонансов, он нам кажется каким-то чужим.

— Вы давно изучаете нервы и много про них пишете. Подскажите, что нужно делать для их укрепления и здоровья?

Занимайтесь музыкой. Наука подтверждает, что это один из лучших способов сформировать когнитивный резерв и обезопасить себя от деменции. В современной медицине, в частности в нейровизуализации, используется такой показатель — фракционная анизотропия. Эта величина отражает уровень связности между разными областями мозга и, фактически, целостность белого вещества — наших нервных магистралей. Так вот, научно установлено, что музицирование в течение многих лет приводит к улучшению этого показателя, что, в свою очередь, обеспечивает укрепление когнитивного здоровья. Наиболее эффективно это происходит, если совмещать игру на музыкальном инструменте с изучением нового языка. При этом не имеет значения, на каком инструменте и каком языке вы остановите выбор. Французский романс, итальянские арии или южнокорейский K-pop — удивите свой мозг!

#музыкальные_технологии #музыка #нейробиология #мозг #звук