Когнитивная нейробиология музыки

Когнитивная нейробиология музыки — это наука, изучающая связь активности головного мозга с психическими процессами, лежащими в основе восприятия, исполнения и сочинения музыки, а также нейрофизиологические основы эстетической и эмоциональной составляющих музыки. Когнитивная нейробиология музыки, наряду с такими дисциплинами, как когнитивное музыковедение, представляет собой важное направление в музыкальной психологии. Когнитивная нейробиология музыки, однако, отличается от когнитивного музыковедения как объектом изучения (непосредственно активность отделов головного мозга), так и применяемыми методиками: наиболее важными для когнитивной нейробиологии музыки являются нейровизуализационные техники, такие как функциональная магнитно-резонансная томография, транскраниальная магнитная стимуляция, магнитоэнцефалография, электроэнцефалография и позитронно-эмиссионная томография.

История

Когнитивная нейробиология музыки зародилась в 1990-х годах. Первое опубликованное исследование в этой области появилось в журнале Music Perception в 1988 году и принадлежало перу американского психолога Петра Янаты, возглавляющего сейчас нейрофизиологическую лабораторию Калифорнийского университета в Дэвисе. Оно было посвящено восприятию тонических трезвучий или гамм и определению звуков, к этим рядам не принадлежащих. Современные когнитивные музыкальные нейробиологи ищут ответы на целый ряд вопросов:

1. Какие структуры в головном мозге активизируются при прослушивании, исполнении и сочинении музыки?
2. Какие части головного мозга отвечают за определение высоты звука, ритма и тональности?
3. Существуют ли отличия в строении головного мозга у профессиональных музыкантов?
4. Различается ли восприятие музыки на нейрофизиологическом уровне у мужчин и женщин?
5. Каковы нейробиологические основы внутреннего слуха – способности к ясному мысленному представлению отдельных звуков, мелодических и гармонических построений?
6. Каковы нейрофизиологические основы абсолютного слуха?
7. Каков нейрофизиологический механизм эмоционального воздействия музыки?
8. Каковы нейробиологические основы музыкальной памяти – способности запоминать высоту и последовательность звуков?
9. Каковы нейрофизиологические причины музыкально-специфических расстройств (таких как амузия – утрата способности понимать музыку, слуховая агнозия – нарушение распознавания звуков, звуковая аритмия – неспособность чувствовать ритм и т.д.)?

Ведущими современными исследователями данной области являются такие ученые как Дэниел Левитин (автор двух бестселлеров о когнитивной нейробиологии музыки This Is Your Brain on Music: The Science of a Human Obsession и The World in Six Songs: How the Musical Brain Created Human Nature), Ирэн Дельеж (глава Европейского общества когнитивного музыковедения), Диана Дойч, Нина Краус, Кэрол Л. Крумхансл (пионер в области исследований музыкального слуха), Оливер Сакс, Роджер Шепард.

Нейрофизиологические основы восприятия, исполнения и сочинения музыки

Исследования показывают, что в головном мозге человека имеется несколько зон, ответственных за определение высоты звука, ритма и узнавание мелодий и звуковых рядов. Они сконцентрированы в первичной и вторичной (ассоциативной) слуховой коре височных долей больших полушарий головного мозга. Исследование, проведенное в 2006 году группой ученых под руководством Браттико, продемонстрировало, что индивиды способны автоматически распознавать «аномалии» (например, фальшиво сыгранные ноты) в незнакомых мелодиях. При этом повышалась активность ассоциативной слуховой коры. Результаты данного исследования могут быть объяснены наличием механизма автоматического сравнения нашим мозгом поступающей информации с имеющимися у индивида представлениями о должных свойствах звукоряда. Команда под руководством М.Дж. Трамо в 2001 году исследовала связь головного мозга со способностью к отбиванию ритма. Выяснилось, что при воспроизведении испытуемым заданного ритма активизировались зоны в лобной и теменной доле левого полушария, а также в правой части мозжечка. При этом чем сложнее был ритм, тем большая мозговая активность наблюдалась. Задействованные при исполнении и восприятии музыки области головного мозга значительно отличаются у профессиональных музыкантов и у непрофессионалов. Проведенное сравнение показало, что у тех, кто занимается музыкой профессионально, больше серого вещества в зонах, связанных с моторной и соматосенсорной активностью. Исследования также показали, что профессиональные пианисты задействуют меньше нейронов при выполнении сложных движений пальцами, вероятно, благодаря имеющемуся у них большему ресурсу для долговременной моторной памяти.

Исследования музыкального слуха

Когнитивная нейрофизиология в основном концентрируется на исследовании абсолютного музыкального слуха и внутреннего музыкального слуха. Абсолютный слух – это способность человека определять высоту музыкального звука, не прибегая к сравнению его с эталонными звуками, высота которых известна заведомо. С физиологической точки зрения, слуховая система обладателей абсолютного слуха не имеет каких-либо отличий от системы обычного человека. Однако проведенное в 1998 году исследование показало, что, при попытке опознать высоту звука, у лиц, не обладающих абсолютным слухом, активируются зоны головного мозга, ответственные за память. У обладателей абсолютного слуха подобного не происходит, из чего следует вывод, что им не нужно припоминать высоту знакомых звуков для определения высоты нового.

Критика

Когнитивная нейробиология музыки, как и нейробиология вообще, подвергается критике в первую очередь в силу некоторой ограниченности используемых ей методик. Применяемые в нейробиологии техники позволяют лишь говорить об отсутствии или наличии активности в тех или иных зонах головного мозга, однако, существование корреляции с происходящими когнитивными процессами все еще не доказано. Также критики нейробиологии указывают на то, что данные нейрофизиологических исследований крайне вариабельны не только в рамках одного эксперимента с несколькими испытуемыми, но и в рамках мета-анализа ряда исследований по теме.

В массовой культуре

Когнитивной нейробиологии музыки посвящено несколько научно-популярных книг, доступных для понимания читателю-неспециалисту:

1. Книги американского когнитивного психолога и нейробиолога Дэниела Левитина "Это твой мозг в музыке: наука об одной из человеческих страстей" (This Is Your Brain on Music: The Science of a Human Obsession) и " Мир в шести песнях: как музыкальный мозг сотворил человеческую природу" (The World in Six Songs: How the Musical Brain Created Human Nature), простым языком рассказывающие о современных достижениях когнитивной нейробиологии музыки. Обе книги стали бестселлерами.
2. Книга британского нейробиолога Оливера Сакса "Музыкофилия: истории о музыке и мозге" (Musicophilia: Tales of Music and the Brain).

Также тема нейрофизиологии музыки поднимается в ряде документальных фильмов:

1. The Music Instinct: Science and Song (англ.) на сайте Internet Movie Database.
2. Второй эпизод документального сериала Beautiful Minds: The Psychology of the Savant (2006).
3. Четырехсерийный документальный фильм The Mysteries of the Brain от BBC (2010).

Литература

• Arlinger, S; Elberling, C; Bak, C; Kofoed, B; Lebech, J; Saermark, K (1982). "Cortical magnetic fields evoked by frequency glides of a continuous tone". Electroencephalography and Clinical Neurophysiology 54 (6): 642–53.
• Brattico, Elvira; Tervaniemi, Mari; Näätänen, Risto; Peretz, Isabelle (2006). "Musical scale properties are automatically processed in the human auditory cortex". Brain Research 1117 (1): 162–74.
• Faux, S. "Cognitive neuroscience from a behavioral perspective: A critique of chasing ghosts with geiger counters". Behav Anal. 2002 Fall; 25(2): 161–173.
• Gaser, C; Schlaug, G (2003). "Brain structures differ between musicians and non-musicians". The Journal of Neuroscience 23 (27): 9240–5.
• Janata, P. and Reisberg, D. Response-Time Measures as a Means of Exploring Tonal Hierarchies. Music Perception: An Interdisciplinary Journal Vol. 6, No. 2 (1988), pp. 161-172.
• Krings, Timo; Töpper, Rudolf; Foltys, Henrik; Erberich, Stephan; Sparing, Roland; Willmes, Klaus; Thron, Armin (2000). "Cortical activation patterns during complex motor tasks in piano players and control subjects. A functional magnetic resonance imaging study". Neuroscience Letters 278 (3): 189–93.
• Tramo, M. J. (2001). "BIOLOGY AND MUSIC: Enhanced: Music of the Hemispheres". Science 291 (5501): 54–6.
• Uttal, W. "Reliability in Cognitive Neuroscience: A Meta-Meta-Analysis" MIT Press, 2012.
• Zatorre, Robert J.; Perry, David W.; Beckett, Christine A.; Westbury, Christopher F.; Evans, Alan C. (1998). "Functional anatomy of musical processing in listeners with absolute pitch and relative pitch". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 95 (6): 3172–7.

Примечания

К:Википедия:Изолированные статьи (тип: не указан)

Отрывок, характеризующий Когнитивная нейробиология музыки

– Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d'alliance, – начал Ипполит, значительно оглядывая всех, – sans exprimer… comme dans sa derieniere note… vous comprenez… vous comprenez… et puis si sa Majeste l'Empereur ne deroge pas au principe de notre alliance… [Берлинский кабинет не может выразить свое мнение о союзе, не выражая… как в своей последней ноте… вы понимаете… вы понимаете… впрочем, если его величество император не изменит сущности нашего союза…]
– Attendez, je n'ai pas fini… – сказал он князю Андрею, хватая его за руку. – Je suppose que l'intervention sera plus forte que la non intervention. Et… – Он помолчал. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 novembre. Voila comment tout cela finira. [Подождите, я не кончил. Я думаю, что вмешательство будет прочнее чем невмешательство И… Невозможно считать дело оконченным непринятием нашей депеши от 28 ноября. Чем то всё это кончится.]
И он отпустил руку Болконского, показывая тем, что теперь он совсем кончил.
– Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d'or! [Демосфен, я узнаю тебя по камешку, который ты скрываешь в своих золотых устах!] – сказал Билибин, y которого шапка волос подвинулась на голове от удовольствия.
Все засмеялись. Ипполит смеялся громче всех. Он, видимо, страдал, задыхался, но не мог удержаться от дикого смеха, растягивающего его всегда неподвижное лицо.
– Ну вот что, господа, – сказал Билибин, – Болконский мой гость в доме и здесь в Брюнне, и я хочу его угостить, сколько могу, всеми радостями здешней жизни. Ежели бы мы были в Брюнне, это было бы легко; но здесь, dans ce vilain trou morave [в этой скверной моравской дыре], это труднее, и я прошу у всех вас помощи. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Надо ему показать Брюнн.] Вы возьмите на себя театр, я – общество, вы, Ипполит, разумеется, – женщин.
– Надо ему показать Амели, прелесть! – сказал один из наших, целуя кончики пальцев.
– Вообще этого кровожадного солдата, – сказал Билибин, – надо обратить к более человеколюбивым взглядам.
– Едва ли я воспользуюсь вашим гостеприимством, господа, и теперь мне пора ехать, – взглядывая на часы, сказал Болконский.
– Куда?
– К императору.
– О! о! о!
– Ну, до свидания, Болконский! До свидания, князь; приезжайте же обедать раньше, – пocлшaлиcь голоса. – Мы беремся за вас.
– Старайтесь как можно более расхваливать порядок в доставлении провианта и маршрутов, когда будете говорить с императором, – сказал Билибин, провожая до передней Болконского.
– И желал бы хвалить, но не могу, сколько знаю, – улыбаясь отвечал Болконский.
– Ну, вообще как можно больше говорите. Его страсть – аудиенции; а говорить сам он не любит и не умеет, как увидите.


На выходе император Франц только пристально вгляделся в лицо князя Андрея, стоявшего в назначенном месте между австрийскими офицерами, и кивнул ему своей длинной головой. Но после выхода вчерашний флигель адъютант с учтивостью передал Болконскому желание императора дать ему аудиенцию.
Император Франц принял его, стоя посредине комнаты. Перед тем как начинать разговор, князя Андрея поразило то, что император как будто смешался, не зная, что сказать, и покраснел.
– Скажите, когда началось сражение? – спросил он поспешно.
Князь Андрей отвечал. После этого вопроса следовали другие, столь же простые вопросы: «здоров ли Кутузов? как давно выехал он из Кремса?» и т. п. Император говорил с таким выражением, как будто вся цель его состояла только в том, чтобы сделать известное количество вопросов. Ответы же на эти вопросы, как было слишком очевидно, не могли интересовать его.
– В котором часу началось сражение? – спросил император.
– Не могу донести вашему величеству, в котором часу началось сражение с фронта, но в Дюренштейне, где я находился, войско начало атаку в 6 часу вечера, – сказал Болконский, оживляясь и при этом случае предполагая, что ему удастся представить уже готовое в его голове правдивое описание всего того, что он знал и видел.
Но император улыбнулся и перебил его:
– Сколько миль?
– Откуда и докуда, ваше величество?
– От Дюренштейна до Кремса?
– Три с половиною мили, ваше величество.
– Французы оставили левый берег?
– Как доносили лазутчики, в ночь на плотах переправились последние.
– Достаточно ли фуража в Кремсе?
– Фураж не был доставлен в том количестве…
Император перебил его.
– В котором часу убит генерал Шмит?…
– В семь часов, кажется.
– В 7 часов. Очень печально! Очень печально!
Император сказал, что он благодарит, и поклонился. Князь Андрей вышел и тотчас же со всех сторон был окружен придворными. Со всех сторон глядели на него ласковые глаза и слышались ласковые слова. Вчерашний флигель адъютант делал ему упреки, зачем он не остановился во дворце, и предлагал ему свой дом. Военный министр подошел, поздравляя его с орденом Марии Терезии З й степени, которым жаловал его император. Камергер императрицы приглашал его к ее величеству. Эрцгерцогиня тоже желала его видеть. Он не знал, кому отвечать, и несколько секунд собирался с мыслями. Русский посланник взял его за плечо, отвел к окну и стал говорить с ним.
Вопреки словам Билибина, известие, привезенное им, было принято радостно. Назначено было благодарственное молебствие. Кутузов был награжден Марией Терезией большого креста, и вся армия получила награды. Болконский получал приглашения со всех сторон и всё утро должен был делать визиты главным сановникам Австрии. Окончив свои визиты в пятом часу вечера, мысленно сочиняя письмо отцу о сражении и о своей поездке в Брюнн, князь Андрей возвращался домой к Билибину. У крыльца дома, занимаемого Билибиным, стояла до половины уложенная вещами бричка, и Франц, слуга Билибина, с трудом таща чемодан, вышел из двери.
Прежде чем ехать к Билибину, князь Андрей поехал в книжную лавку запастись на поход книгами и засиделся в лавке.
– Что такое? – спросил Болконский.
– Ach, Erlaucht? – сказал Франц, с трудом взваливая чемодан в бричку. – Wir ziehen noch weiter. Der Bosewicht ist schon wieder hinter uns her! [Ах, ваше сиятельство! Мы отправляемся еще далее. Злодей уж опять за нами по пятам.]
– Что такое? Что? – спрашивал князь Андрей.
Билибин вышел навстречу Болконскому. На всегда спокойном лице Билибина было волнение.
– Non, non, avouez que c'est charmant, – говорил он, – cette histoire du pont de Thabor (мост в Вене). Ils l'ont passe sans coup ferir. [Нет, нет, признайтесь, что это прелесть, эта история с Таборским мостом. Они перешли его без сопротивления.]
Князь Андрей ничего не понимал.
– Да откуда же вы, что вы не знаете того, что уже знают все кучера в городе?
– Я от эрцгерцогини. Там я ничего не слыхал.
– И не видали, что везде укладываются?
– Не видал… Да в чем дело? – нетерпеливо спросил князь Андрей.
– В чем дело? Дело в том, что французы перешли мост, который защищает Ауэсперг, и мост не взорвали, так что Мюрат бежит теперь по дороге к Брюнну, и нынче завтра они будут здесь.
– Как здесь? Да как же не взорвали мост, когда он минирован?
– А это я у вас спрашиваю. Этого никто, и сам Бонапарте, не знает.
Болконский пожал плечами.
– Но ежели мост перейден, значит, и армия погибла: она будет отрезана, – сказал он.
– В этом то и штука, – отвечал Билибин. – Слушайте. Вступают французы в Вену, как я вам говорил. Всё очень хорошо. На другой день, то есть вчера, господа маршалы: Мюрат Ланн и Бельяр, садятся верхом и отправляются на мост. (Заметьте, все трое гасконцы.) Господа, – говорит один, – вы знаете, что Таборский мост минирован и контраминирован, и что перед ним грозный tete de pont и пятнадцать тысяч войска, которому велено взорвать мост и нас не пускать. Но нашему государю императору Наполеону будет приятно, ежели мы возьмем этот мост. Проедемте втроем и возьмем этот мост. – Поедемте, говорят другие; и они отправляются и берут мост, переходят его и теперь со всею армией по сю сторону Дуная направляются на нас, на вас и на ваши сообщения.
– Полноте шутить, – грустно и серьезно сказал князь Андрей.
Известие это было горестно и вместе с тем приятно князю Андрею.
Как только он узнал, что русская армия находится в таком безнадежном положении, ему пришло в голову, что ему то именно предназначено вывести русскую армию из этого положения, что вот он, тот Тулон, который выведет его из рядов неизвестных офицеров и откроет ему первый путь к славе! Слушая Билибина, он соображал уже, как, приехав к армии, он на военном совете подаст мнение, которое одно спасет армию, и как ему одному будет поручено исполнение этого плана.
– Полноте шутить, – сказал он.
– Не шучу, – продолжал Билибин, – ничего нет справедливее и печальнее. Господа эти приезжают на мост одни и поднимают белые платки; уверяют, что перемирие, и что они, маршалы, едут для переговоров с князем Ауэрспергом. Дежурный офицер пускает их в tete de pont. [мостовое укрепление.] Они рассказывают ему тысячу гасконских глупостей: говорят, что война кончена, что император Франц назначил свидание Бонапарту, что они желают видеть князя Ауэрсперга, и тысячу гасконад и проч. Офицер посылает за Ауэрспергом; господа эти обнимают офицеров, шутят, садятся на пушки, а между тем французский баталион незамеченный входит на мост, сбрасывает мешки с горючими веществами в воду и подходит к tete de pont. Наконец, является сам генерал лейтенант, наш милый князь Ауэрсперг фон Маутерн. «Милый неприятель! Цвет австрийского воинства, герой турецких войн! Вражда кончена, мы можем подать друг другу руку… император Наполеон сгорает желанием узнать князя Ауэрсперга». Одним словом, эти господа, не даром гасконцы, так забрасывают Ауэрсперга прекрасными словами, он так прельщен своею столь быстро установившеюся интимностью с французскими маршалами, так ослеплен видом мантии и страусовых перьев Мюрата, qu'il n'y voit que du feu, et oubl celui qu'il devait faire faire sur l'ennemi. [Что он видит только их огонь и забывает о своем, о том, который он обязан был открыть против неприятеля.] (Несмотря на живость своей речи, Билибин не забыл приостановиться после этого mot, чтобы дать время оценить его.) Французский баталион вбегает в tete de pont, заколачивают пушки, и мост взят. Нет, но что лучше всего, – продолжал он, успокоиваясь в своем волнении прелестью собственного рассказа, – это то, что сержант, приставленный к той пушке, по сигналу которой должно было зажигать мины и взрывать мост, сержант этот, увидав, что французские войска бегут на мост, хотел уже стрелять, но Ланн отвел его руку. Сержант, который, видно, был умнее своего генерала, подходит к Ауэрспергу и говорит: «Князь, вас обманывают, вот французы!» Мюрат видит, что дело проиграно, ежели дать говорить сержанту. Он с удивлением (настоящий гасконец) обращается к Ауэрспергу: «Я не узнаю столь хваленую в мире австрийскую дисциплину, – говорит он, – и вы позволяете так говорить с вами низшему чину!» C'est genial. Le prince d'Auersperg se pique d'honneur et fait mettre le sergent aux arrets. Non, mais avouez que c'est charmant toute cette histoire du pont de Thabor. Ce n'est ni betise, ni lachete… [Это гениально. Князь Ауэрсперг оскорбляется и приказывает арестовать сержанта. Нет, признайтесь, что это прелесть, вся эта история с мостом. Это не то что глупость, не то что подлость…]