Мозг и музыка. Как чувства проявляют себя в музыке и почему ее понимание доступно всем

1. Природа или воспитание?

Еще до появления компьютерной томографии появились догадки, что у профессиональных музыкантов мозг устроен по-особому. Например, из патологоанатомических исследований было известно, что у музыкантов толще «мостик» между полушариями мозга. По этому поводу велись дебаты – являются ли эти отличия врожденными или приобретенными. И только недавно, в начале нашего века, применение томографии показало, что структуры мозга действительно меняются в ответ на занятия на музыкальных инструментах и эти изменения появляются довольно быстро.

Решающее значение имело исследование, проведенное среди детей в Бостоне. Буквально через год с небольшим у детей стали очевидны знаки пластичности мозга в ответ на музыкальные занятия. Среди наиболее заметных изменений было утолщение мозолистого тела (того самого мостика из белого вещества, что соединяет полушария мозга) и дугообразного пучка, соединяющего слуховую и моторную области коры головного мозга. Знаки пластичности мозга сопровождались изменениями когнитивных способностей: у детей улучшились пространственное мышление и память на слова, они стали лучше решать математические задачи.

В целом занятия музыкой улучшили показатели, связанные с коэффициентом интеллекта (IQ). Таким образом, исследование подтвердило благотворное влияние музыкальных занятий на развитие детей и показало изменения в структурах мозга. Мы теперь знаем, что структурные различия мозга у музыкантов и не-музыкантов связаны с воспитанием и что мы имеем дело с проявлениями пластичности мозга, вызванными музыкальной практикой. Мозг, как планета Солярис, меняется в ответ на наши желания и усилия.

Почему же занятия музыкой производят такой эффект?

Представьте шестилетнего ребенка, разучивающего новую пьесу для фортепиано. Разучивание активизирует несколько модальностей восприятия: зрительную (чтение нот), сенсомоторную (прикосновение к клавишам фортепиано), слуховую (реакция на звук) плюс активизация полного набора так называемых исполнительных функций – внимание, планирование и самоконтроль. Координация и синхронизация разных модальностей требует концентрации внимания. Для начинающих играть на фортепиано по нотам двумя руками очень непросто!

Процесс координации и синхронизации разных модальностей называется мультисенсорной интеграцией. Судя по всему, мультисенсорная интеграция работает как гимнастика для мозга, развивая и тренируя контроль внимания. Некоторые психологи считают, что умницам присуща способность сосредоточиваться. Есть основания верить, что именно заостренное интуитивное внимание во время объединения разных модальностей восприятия ведет к повышению уровня IQ у юных музыкантов.

Данные исследования со взрослыми музыкантами показывают, что у них лучше концентрация внимания, чем у не-музыкантов. Согласно этим данным, авторы исследования заключили, что музыканты более склонны к познаванию нового, и что у них «более передовой мозг» (самое время улыбнуться). Например, музыканты лучше выполняют тест Струпа, суть которого в том, чтобы проверить способность концентрации на важной информации, при этом игнорируя несущественные детали. Во время проведения этого теста участников просят назвать цвет слов на экране. У этой как бы очень простой задачи есть изюминка, а именно несоответствие значения слов и их цвета. Слово КРАСНЫЙ может быть напечатано зелеными буквами, а слово СИНИЙ зелеными. Несовпадение значения слова с его цветом производит к внутреннему смущению и, как результат, к задержке с ответом. Для кого-то задержка может быть совсем коротенькой, а для других – подольше. То есть некоторым людям легче сосредоточить внимание на главном и отвлечься от несущественного.

Исследователи мозга особенно заинтересовались музыкой и музыкантами с развитием томографии. Музыканты оказались идеальной моделью для изучения пластичности мозга, поскольку их можно спросить о возрасте, поле, виде музыкального инструмента, на котором они играют, и продолжительности и регулярности их музыкальных занятий.

Проявление пластичности мозга у музыкантов зависит от выбора инструмента. Например, левая рука у тех, кто играет на гитаре, скрипке, виолончели, контрабасе и других струнных инструментах, представлена в коре головного мозга иначе, чем у не-струнников. Другими словами, драгоценные зоны мозга меняют свою конфигурацию в ответ на возросшую чувствительность и точность мелких движений пальцев левой руки.

Интересные вещи были найдены и у тех, кто играет на клавишных инструментах. Анализ томографических снимков мозга у трех групп – музыкантов-профессионалов, музыкантов-любителей и не-музыкантов – показал динамику изменения плотности серого вещества в коре головного мозга в зависимости от того, как много лет и как регулярно происходили занятия. Характер и ‘география’ изменений в плотности серого вещества дали основания предположить, что у музыкантов процессы обработки слуховой, зрительно-пространственной и соматосенсорной информации проходят иначе, чем у не-музыкантов. Другими словами, музыканты слышат, ощущают поверхности и оценивают движение предметов в пространстве иначе, чем другие смертные. В этом же исследовании было подтверждено, что соединяющий полушария мозга «мостик» из белого вещества у музыкантов на 15 % толще, чем у не-музыкантов. (Этот толстый пучок из аксонов, по которым передаются сигналы между нейронами, называется corpus callosum или мозолистое тело.) У данного открытия есть важное последствие для нашего понимания работы мозга. Например, известно, что дополнительная межполушарная активация мозга связана с когнитивным преимуществом у пожилых людей. Более активное сообщение между полушариями создает компенсационные механизмы для поддержания остроты памяти. В музыке мы имеем дело с особого рода терапией, тайно настраивающей тонкие процессы в мозге.

Музыкальные занятия важны не только для детей. Сегодня мы знаем, что даже если люди начинают заниматься музыкой в зрелом и весьма зрелом возрасте, то это оказывает благотворное влияние на их когнитивные функции. Результаты исследований показывают, что занятия на музыкальном инструменте улучшают контроль внимания даже у 60–70-летних начинающих учеников, и делают их движения более точными, и помогают справляться с депрессией. Больше того, установлено, что занятия музыкой повышают индекс качества жизни: люди чувствуют себя более счастливыми.

Улучшение когнитивных функций у пожилых начинающих учеников оказалось интересным сюрпризом. Опираясь на эти результаты, исследователи предполагают, что регулярное музицирование работает как профилактическая когнитивная терапия и что эта необычная терапия может приводить к созданию механизмов когнитивной компенсации в стареющем мозге.

2. О пластичности мозга

Изучение мозга открывает глаза на изумительную сложность каждого человека. За этой сложностью стоят трагическая хрупкость нашего организма и вместе с тем потрясающие возможности, открытые для каждого человеческого существа благодаря обычным (на самом деле фантастически щедрым) природным способностям.

Каждый человек – это сообщество множества крошечных организмов, старающихся поддерживать жизнь «большого» существа. Причем каждая клетка нашего тела – это чудо сложности и кооперации ее составляющих. Наша жизнедеятельность поддерживается тонко настроенными взаимоотношениям между органами тела. Нарушения биохимии, температуры или прочности тканей могут быть катастрофичны для нашей жизни. Главная регулировка согласованности между органами происходит в мозге. Мозг c его сложнейшей сетью связей между нейронами, количество которых соперничает по численности с количеством звезд во Вселенной, – это самый сложный объект, известный человеку.

Нейронные сети в деликатных структурах мозга, похожего формой и видом на цветную капусту, могут изменяться в ответ на нашу деятельность, что и означает пластичность мозга. Пока мы живы и отзываемся на мир и интересуемся жизнью, наш мозг испытывает изменения в ответ на наши интересы и деятельность.

Пластичность мозга особенно интенсивна у малышей и подростков. Каждый ребенок – это вселенная. С момента зачатия идут стремительные и точные процессы, выстраивающие чудо человеческого существа. В каждую секунду рождаются четыре тысячи нейронов. С рождением ребенка его разум входит в динамичную фазу распознавания и обучения. Все приобретаемые знания и привычки производят изменения в нейронных сетях мозга. У младенцев пластичность мозга служит инструментом формирования эффективной нейронной архитектуры, служащей для выживания, а именно для обработки внешней и внутренней информации и для обучения тому, как быть человеком. Зрение, ходьба, точные движения пальцев, речь – все эти жизненно важные навыки развиваются благодаря массивным изменениям, происходящим с невероятной скоростью в структурах мозга в первые месяцы и годы жизни ребенка.

У подростков резкие изменения гормонального фона («гормональный бунт») идут рука об руку с масштабной реконструкцией существующих нейронных связей в мозге («второе рождение мозга»). Самая большая проблема для подростков – это продолжающееся строительство тех нейронных сетей, что отвечают за самоконтроль. По существу, именно проблема продолжающегося строительства, то есть незавершенность системы эмоционального контроля так мучительна и для подростков, и для их родителей, соседей, учителей и сверстников. С другой стороны, подростковое время – это время всевозможных даров. Учитывая, что мозг подростков переживает «второе рождение», это самое подходящее время для сублимирования безграничных энергий, данных этому возрасту природой. Золотое время, чтобы стать гением, направив энергии на то, что занимает мысли и сердце, будь то спорт, наука, живопись, музыка или инженерное изобретательство.

Чрезвычайно сложные процессы настройки и перестройки мозга включают клеточный апоптоз (самоубийство тех нейронов, которым не удалось вовремя встроиться в нейронную архитектуру) и устранение ненужных точек контакта (синапсов) между нейронами. И синаптическая обрезка (как обрезка ненужных веток у дерева), и апоптоз имеют прямое отношение к созданию стройных нейронных сетей.

У типичного нейрона есть сома (тело), от которого отходят веточки-дендриты, принимающие сигналы от других нейронов, и аксон, по которому происходит передача сигнала прочим нейронам. Недавнее открытие показало, что чем прозрачнее и эффективнее организация нейритов (аксонов и дендритов), тем выше интеллект человека. Кроме того, было установлено, что мозг умниц демонстрирует меньшую активацию при решении когнитивных задач по сравнению с мозгом посредственностей. При всех равных условиях, прозрачность и эффективность организации связей между нейронами создает интеллектуальное преимущество.

Когда люди занимаются регулярно чем-то необходимым или интересным – от искусного владения хирургическими инструментами и сборки сложных механизмов до игры в теннис – совместные усилия разума и тела производят изменения в структурах мозга на всех уровнях, начиная с клеточного и заканчивая переорганизацией зон новой коры. Мозг подобен Солярису – живой планете, меняющей свой ландшафт в зависимости от нашего воображения, мысленных усилий, от повторяемых движений пальцами, руками и ногами и от влияния извне, которое может быть и добрым, и не добрым. Какое бы страстное желание ни занимало ваши мысли и чувства – дерзайте! Ваш мозг всегда готов вознаградить вашу преданность и усердие новыми навыками. Люди задуманы природой быть гениями.

Что же касается музыки и ее влияния на наши мысли и настроение, то это интересный и актуальный вопрос в когнитивных науках. Сегодня мы понимаем, что здоровый разум неотделим от эмоций и что у истоков сознания были ощущения – древние протоэмоции. Музыка известна как Всеобщий язык эмоций; более того, она обладает чрезвычайно необычным способом передачи сложных человеческих чувств. Отсюда понятно, почему исследования в восприятии музыки привлекают внимание философов и когнитивистов.

1. Музыка и наслаждение

Люди любят музыку. Причем наслаждение музыкой зиждется не просто на наших интеллектуальных способностях, но и на интуиции. Корни восприятия музыки находятся глубоко в подсознательных слоях нашего разума, а неврологические «дорожки удовольствия» проходят от эволюционно древней стволовой области мозга через глубокие структуры лимбической системы и затем к новой коре мозга.

Согласно исследованиям, любимая музыка активизирует систему биологической награды в мозге слушателей. Музыка возбуждает суперзвезду этой системы – nucleus accumbens («прилежащее ядро»), которое находится в глубоком разделе мозга и принадлежит к лимбической системе, центру обработки эмоций. Лимбическая система включает такие важные структуры, как amygdala (миндалина, «королева» беспокойства), гиппокамп (основа механизмов запоминания), гипоталамус («король» гомеостаза) и другие зоны мозга. Наука о нейробиологии эмоций очень молода, и составляющие лимбической системы пока еще не до конца определены.

Кроме музыки, система биологической награды (система вознаграждения мозга) отзывается на еду, секс, наркотики и деньги. Еда необходима для выживания человека. Секс необходим для выживания человеческого рода. Опиоиды модулируют наши чувства посредством прямого воздействия на нашу биохимию. Деньги требуются для выживания в человеческом обществе. Но вот почему и как музыка активизирует систему биологической награды, объяснить трудно, поскольку природа влияния музыки на наши чувства все еще остается загадкой.

Есть знаки удовольствия, которые невозможно подделать, например мурашки по коже. Музыка способна дать нам эти мурашки. Данные показывают, что при звуках любимой музыки происходят гормональные изменения, изменяется кровяное давление, меняется частота дыхания и сердечного ритма и волоски на коже встают дыбом (пилоэрекция, или так называемый оргазм кожи). От звуков заветной мелодии могут навернуться слезы. Есть такая музыка, что захватывает в плен наше сознание, навевая мечты и неясные желания, уводя нас из привычного пространства и времени в иное измерение. Подлинно любимая, заветная музыка дает нам мягкое психоделическое состояние.

Где же источник этого волшебства? В музыке нет ни видимых образов, ни слов, ни ощущений типа тепла от свежевыпеченного хлеба, ни влажности дождя, ни вкуса лесных ягод. Лакомство услаждает язык и чрево, магические грибы дают галлюцинации, шипение змеи мгновенно пробуждает рефлексы выживания, предупреждающий жест останавливает нас на ходу. Ничего подобного в музыке нет. Ни вкуса, ни видимых образов, ни касаний к коже, ни слов, ни явных сигналов опасности.

Когда задумываешься об уровне отвлеченности в музыке, то захватывает дыхание. Образы самых разных чувств – любви, горя, волевого упорства, милой праздности, восторга – достигают наш разум через поток музыкальных звуков, в котором нет и намека на ту определенность, что присуща словам и видимым образам. Отсюда следует, что музыка располагает особым и очень простым механизмом передачи информации, поскольку только простота может объяснить ту легкость, с которой люди улавливают содержание, закодированное в мелодиях и гармониях.

Язык музыки действительно необычен. Все странно в этом языке. Как только мы начинаем сравнивать мелодии с числами, словами и видимыми образами, то перед нами немедленно встает вопрос о том, почему музыка вообще способна воздействовать на наши мысли и чувства. Например, в речи есть точность значения слов. Сила слов очевидна. Достаточно представить, что мы чувствуем, когда слышим от любимого человека «я тоскую по тебе», или когда мы читаем, что близкий друг выиграл чемпионат мира. Когда нам говорят, что температура упала до минус 30 по Цельсию, нам становится ясно, какого рода одежду стоит выбрать для прогулки в парке. Слова являют собой когнитивные константы. Они могут сообщить о географическом положении, о возрасте человека и его профессиональной подготовке, о рецепте супа и об истории государства. В словах мы находим надежный инструмент общения.

Страница романа может содержать описание встречи двух страстных людей (изобретателей, любовников, финансистов) в светлой просторной комнате, где у окна стоит покрытый льняной салфеткой столик, a рядом в мягком кресле уютно устроился рыжий кот. Описание этой комнаты можно перевести на другие языки. Например, слово «кот» будет «а cat» по-английски и «un chat» по-французски. Слова определяют предметы, существа, явления и поступки.

В музыке нет ни слов, ни предметов. В ней нет ни салфеток, ни мягких кресел, ни «он подошел к шкафу и достал прошлогодний отчет». Другими словами, в музыке нет той специфической определенности, что нам дают речь и мир видимых предметов и физических движений. Это не означает, что в музыке нет примеров своего рода символической определенности. Существуют мелодии, которые воспринимаются как знаки событий, например мотив к словам «как на Петины именины испекли мы каравай» или мотив к «Отречемся от старого мира». Эти мелодии настолько знакомы, что они вызывают определенные образы, например праздничный торт с крошечными свечками (для «именин») или описание баррикад (для «отречемся»). Так словесные ассоциации превращают мелодии в символы. Такая определенность имеет дело со словами и образами типа «новая игрушка» и «история Парижской коммуны». В самих же музыкальных звуках нет ни слов, ни видимых образов.

По сравнению с речью и числами музыка безнадежно абстрактна в смысле фактической информации. В музыке не за что зацепиться. Тем не менее есть нечто, что музыка способна передать с большей точностью, чем слова и цифры. Это нечто – сложные человеческие эмоции. В музыке есть чувства и мысли, смысл и дух которых напоминает о знаменитой пушкинской строке «души прекрасные порывы».

Математическая формула может быть прекрасна своей элегантностью и точностью, но, чтобы понять ее, нужно образование в математике. Слова могут быть меткими и трогающими душу, но, когда они произнесены на незнакомом языке, нам нужен перевод, чтобы уловить их смысл. Когда люди говорят о чем-то со страстью, это может возбудить слушателей, но, чтобы понять суть монолога Гамлета (в оригинале) и суть мыслей Бердяева (в оригинале), необходимо иметь два разных словарных запаса: один на английском и другой на русском. Вот для чего существуют переводчики. Некоторые из них создают выдающиеся переводы с одного языка на другой, и эти переводы служат мостиками над лингвистической пропастью. Переводчики превращают поток из незнакомых слов в хорошо знакомую речь.

Музыка не нуждается в переводе. Она использует свои особые, неочевидные пути, чтобы передать с изумительной точностью человеческие переживания. С точки зрения науки, мы все еще не понимаем, как это происходит, и все еще пытаемся уяснить, каким же образом музыка объединяет реакции слуха и тела, преобразуя их в мысли и чувства.

В музыке нам дано встретить человеческое мышление в исключительно отвлеченной форме. При этом мелодическая выразительность опирается на древние слои человеческой нейробиологии. Мы узнаем эти слои в характере ритмов и напевов, что пришли к нам из глубины тысячелетий. Мы ощущаем древние источники музыки в горловом пении шаманов Сибири, Монголии и Перу. Их гипнотическое искусство обнажает связь между нами, современными людьми, и нашими отдаленными предшественниками, чья эмоциональная жизнь была ближе к миру животных. Касаясь эволюционно древних залежей нашего разума, напевы шаманов пробуждают примитивные и пугающие чувства, связанные с глубоко скрытыми и жестокими биологическими силами «равнодушной природы».