Good Vibrations. Музыка, которая исцеляет

Кёльш Штефан

«Большой взрыв» начинается с активации нервных клеток, которые воспринимают направление, силу, высоту и тембр нот. Затем следует узнавание гармонии, инструментов и последовательностей звуков. Эти процессы происходят в слуховом центре (в стволе мозга, таламусе и слуховой коре). Кроме того, активизируются различные участки памяти, начиная с сенсорной ультракороткой, которая запоминает звуки лишь на несколько мгновений и сравнивает их, чтобы усвоить ритм и такт музыки и понять направление мелодии – вверх или вниз. Для того чтобы сопоставить конец музыкальной фразы с ее началом, нам дополнительно потребуется рабочая память (которую называют также кратковременной). Если музыка нам знакома, подключается долговременная память, а если нас связывает с этим произведением какое-то личное воспоминание, то автоматически в игру вступает автобиографическая. Мы перерабатываем в мозге музыку, руководствуясь знанием о правилах, даже если мы никак не связаны с музыкой и не предполагаем у себя наличия таких знаний. Кроме того, мы испытываем эмоциональные реакции, и при этом у нас меняется частота сердцебиения и дыхания, мурашки бегут по телу.

Музыкантам

на сцене для игры на инструментах дополнительно требуется сенсомоторный аппарат мозга. Кроме того, они читают ноты и следят друг за другом, чтобы координировать свои движения и вступать одновременно. Наконец, и музыканты, и публика обращают внимание на саму мелодию. Эти процессы затрагивают практически весь мозг – музыка способна повлиять на активность любой структуры мозга.

Когда меня во время учебы в университете в середине 1990-х годов заинтересовал вопрос, каким образом мозгу удается справляться со всеми этими задачами, мы еще почти ничего не знали о том, как мозг перерабатывает музыку. Поэтому я сначала занялся исследованиями, что происходит в мозге, когда мы ее просто слушаем. Первым делом меня заинтересовало, что происходит, когда мы слышим «правильные» и «неправильные» с точки зрения музыкальных правил аккорды. Этот метод был похож на тот, с помощью которого исследуется активность мозга при обработке звуков речи. Такие эксперименты проводили в то время Томас Гунтер и Ангела Фридерици в Институте когнитивной неврологии имени Макса Планка в Лейпциге, с которыми я планировал свои первые совместные исследования. В экспериментах с речью, в частности, сравнивалась реакция мозга при встрече с правильными и неправильными словами в таких, например, фразах, как «Он видит холодное пиво» и «Он видит холодную пиву». Каждый, кто знает язык, без труда обнаружит ошибку, причем даже тогда, когда сам не может объяснить, почему то или иное предложение правильно или неправильно с грамматической точки зрения. То же самое происходит и с музыкой, которая нам хорошо знакома, например мажорной и минорной, если мы выросли в стране, где такие мелодии часто слушают и исполняют. Здесь мы тоже воспринимаем на слух правильность или неправильность последовательности нот или аккордов независимо от того, способны ли мы объяснить, почему нам так кажется. (На самом деле последовательность музыкальных звуков не может быть «правильной» или «неправильной». Скорее надо говорить о том, насколько она привычна и ожидаема. Ведь необычные гармонические ходы у Баха, Моцарта или Бетховена не неправильны, а зачастую гениально непредсказуемы. Но ради простоты я все же употребляю здесь такие термины, как «правильно» и «неправильно»).

Чтобы выяснить, как мозг обрабатывает последовательности аккордов, я сознательно включал «ошибки» в музыкальную грамматику. Для этого я сочинил несколько последовательностей, каждая из которых состояла из пяти аккордов. Они проигрывались с помощью компьютера на синтезаторе. Первая половина этих последовательностей состояла из нормальных каденций (например, тоника – тоника параллельной тональности – субдоминанта – доминанта – тоника). Во второй половине один из аккордов заменялся на чужеродный, принадлежащий к другой тональности. Практически каждый мог определить, что такие аккорды звучат фальшиво, особенно если они помещались в конец последовательности.

Заглянем в лабораторию: измерение электрических реакций мозга на аккорды

Чтобы понять, как мозг обрабатывает аккорды, мы сначала использовали электроэнцефалографию (ЭЭГ). На голову испытуемому надели шапочку со встроенными электродами (обычно их 32 или 64). Она похожа на шапочку для купания, от которой отходит множество длинных проводов. С помощью электродов измеряли электрические сигналы мозга. Если шапочка надета правильно, все электроды занимают на голове нужную позицию. Испытуемого помещали в электрически изолированную кабину с удобным креслом, экраном, клавиатурой и громкоговорителем. Ему рассказывали, что он будет слушать последовательности из нескольких аккордов и что один из них, возможно, будет сыгран не так, как другие. В этом случае его задача заключается в том, чтобы сразу нажать клавишу. Дверь кабины закрывали и включали запись ЭЭГ – эксперимент начинался. Испытуемый слышал десятки последовательностей аккордов на протяжении 10–15 минут.

В ходе записи поначалу невозможно определить на основании появляющихся на мониторе кривых, как мозг обрабатывает музыкальную информацию. Волны ЭЭГ содержат много шумов, источником которых являются мышцы головы и шеи, а также, разумеется, спонтанная деятельность мозга, которая не имеет ничего общего с экспериментом (ведь он занят попутно и другими делами). По сравнению с этими шумами сигналы мозга, имеющие отношение к обработке музыкальной информации, можно сравнить с жужжанием пчелы на фоне шума от оживленной автомагистрали. Поэтому правильные и неправильные последовательности аккордов проигрывались десятки раз, а в измерениях участвуют от 15 до 25 испытуемых. Только так можно отделить электрический сигнал мозга, реагирующего на аккорд, от случайного шума. Эта реакция носит название «электрический потенциал мозга». Меня в ходе исследования интересовали прежде всего электрические потенциалы при обнаружении неправильного аккорда. Они имели заметные отличия от реакции на правильные. Эксперимент удался, что позволило нам приступить к обработке «музыкальной грамматики».

Именно тогда я обнаружил, что различия в электрической реакции мозга на правильные и неправильные аккорды обнаруживались уже спустя 150 миллисекунд (150 тысячных долей секунды) после начала звучания – за это время даже моргнуть не успеешь [19] ! Электрический

потенциал мозга при обнаружении неправильного аккорда был очень схож с типичной электрической реакцией мозга на синтаксическую ошибку в тексте. Он длился примерно столько же по времени и подобным образом распространялся по мозгу. Это были первые признаки того, что музыка и речь обрабатываются в схожих сетевых структурах мозга. Единственное отличие состояло в том, что электрическая реакция на необычные аккорды чуть больше захватывала правое полушарие мозга, а на синтаксические ошибки – левое.

19

Koelsch, S., Gunter, T., Friederici, A. D., & Schr"oger, E. (2000): Brain indices of music processing: ›nonmusicians‹ are musical, Journal of Cognitive Neuroscience, 12 (3), S. 520–541.

Мы проводили этот эксперимент как с музыкантами, так и с людьми, далекими от музыки, которые не играли ни на одном инструменте и не пели в хоре. Результаты однозначно свидетельствовали о том, что мозг «немузыканта» реагирует на неправильные аккорды. Электрические потенциалы этой группы почти не отличались от тех, что демонстрировали музыканты. Они лишь были чуть слабее. Это свидетельствовало о том, что и у музыкантов, и у тех, кто не занимается музыкой, необычные аккорды обрабатываются одними и теми же механизмами мозга.

Интересно, что электрическая реакция мозга на неправильные аккорды наблюдалась даже у людей, которые сами о себе говорили, что абсолютно ничего не смыслят в музыке. Это лишний раз доказывает: мы зачастую сами не догадываемся о том, что нам известно. Специалисты говорят в таких случаях об «имплицитном знании». Оказывается, мы на удивление хорошо разбираемся во многих вещах, сами того не подозревая. Поэтому многие из испытуемых искренне удивлялись тому, как сильно их мозг реагировал на неправильные аккорды даже в тех случаях, когда сами они не замечали ничего необычного. Я помню, как один из моих друзей, которому я после эксперимента показал записи электрической активности его мозга, спросил меня: «Значит, я не такой уж немузыкальный?». Он также поинтересовался, сможет ли он освоить какой-нибудь музыкальный инструмент, т. к. всегда мечтал играть на саксофоне. На оба вопроса я дал ему утвердительный ответ. Спустя некоторое время я увидел его на одном из университетских концертов с саксофоном на сцене. Ему это доставляло очевидную радость, а для меня стало незабываемым моментом.

Таким образом мы доказали, что даже те, кто считает себя абсолютно немузыкальными людьми, обладают специфическим чутьем. Мы можем обладать какими-то способностями, даже не догадываясь об этом. Многие считают себя немузыкальными, поскольку не учились музыке, не знают нот, не играют ни на каком инструменте или никогда не учились пению (Улисс Грант, 18-й президент США, якобы сказал однажды: «Я знаю только две мелодии. Одна – это Yankee Doodle («Янки Дудл»), а вторая – нет»). Отсутствие музыкального образования отнюдь не свидетельствует о немузыкальности. Каждый человек музыкален, потому что от природы обладает способностью чувствовать музыку. Другими словами, все мы музыкальные существа. Поэтому каждый человек может извлечь для себя пользу из целительных эффектов мелодий.

Результаты тех экспериментов были затем повторены учеными из других стран. Моя исследовательская группа, как, впрочем, и другие, обнаружила впоследствии, что мозг реагирует на неправильные аккорды даже тогда, когда испытуемый читает книгу и не обращает никакого внимания на музыку. Мы также показали, что электрическая реакция мозга может быть вызвана не только специально созданными для эксперимента стимулами, но и «настоящей» музыкой Баха, Бетховена и Шуберта [20] .

20

Koelsch, S., Kilches, S., Steinbeis, N., & Schelinski, S. (2008): Effects of unexpected chords and of performer’s expression on brain responses and electrodermal activity, PLoS One, 3 (7), e2631.

Кроме того, мы проводили эксперименты с ЭЭГ на детях. До этого считалось общепринятым, что дети начинают понимать музыку не раньше младшего школьного возраста. Мне это мнение с самого начала казалось неправильным: я на примере собственных детей видел, как им нравилась музыка, как они подпевали, хлопали в ладоши и как чуть не валились от смеха со стульев, когда я демонстрировал им неправильные аккорды из своих экспериментов. Наша группа выявила электрические реакции мозга на необычные аккорды сначала у пятилеток, а затем и у детей в возрасте двух с половиной лет [21] . От некоторых родителей можно было услышать характерные высказывания: «Лично я не слышу никакого различия, а уж ребенок-то и подавно не услышит». Как бы не так: дети обычно воспринимают больше (и точнее), чем думают и воспринимают сами родители. Во всяком случае, в нашем эксперименте электрическая реакция мозга на неправильные аккорды отмечалась у самых маленьких детей. Они усваивают музыкальные знания сами по себе, без всяких объяснений со стороны (ни один ребенок до этого не посещал музыкальных занятий). Им достаточно всего лишь слушать музыку в детском саду или дома по радио. Это позволяет говорить о том, что у людей присутствует врожденная способность распознавать и усваивать музыкальные структуры и закономерности.

21

Jentschke, S., Friederici, A. D., & Koelsch, S. (2014): Neural correlates of music-syntactic processing in two-year old children, Developmental Cognitive Neuroscience, 9, S. 200–208.