Стать умнее с помощью музыки. Советы нейробиолога
Этой клетке дали послушать Элвиса Пресли. Если приложит колонку с Моцартом, то у неё вырастет гениальный ребенок. Ваш IQ возрастает на 10 пунктов. Вроде бы "ура", но через полчаса вы снова такой же идиот, как были раньше. Вот в этот томограф положили джазмена и сказали: "человек, играй". Вас реально бьет дрожь или вы реально плачете, и не можете остановиться. Иногда, чтобы спасти себе жизнь, нужно играть на саксофоне во время операции.
Здравствуйте, меня зовут Алексей Паевский, и я приветствую вас на канале qwerty. Сегодня мы поговорим с вами о такой замечательной теме, как музыка и мозг. Без музыки сложно себе представить современную жизнь, однако то, что происходит в нашем мозге, когда мы слышим музыку, до сих пор известно не до конца, и это, наверное, хорошо.
Поэтому сегодня наш рассказ будет разделен на две части. В первой части я расскажу вам, как музыка попадает в мозг и что с ней происходит там. От звуков пианино, или гитары, или магнитофона до того, когда мы плачем от знакомой песни. А во второй я расскажу вам о некоторых интересных научных работах, которые посвящены исследованию музыки и мозга.
Что вообще в принципе, с точки зрения физики, представляет собой музыка вне нашего тела? Вот пришли вы на концерт любимой группы, к вам приходят всего лишь механические колебания воздуха. То есть вот идет механическая волна, а что дальше? Вы знаете, у нас есть два уха. Точнее, на самом деле шесть, потому что каждое из ушей состоит из трех составляющих: наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо. И именно там происходит это чудо преобразования механических колебаний в электрический импульс внутри нервной клетки. В потенциал действия слухового нерва.
Итак, сначала у нас есть наружное ухо, вот оно. Ушная раковина. Она работает как собирающий орган, концентрируя звуковые волны и переправляя их в среднее ухо. Здесь тоже, пока что механическая передача. Это то, что вы учили в школе: барабанная перепонка, стремечко, наковальня и так далее. А вот дальше... Происходит интересное. Во внутреннем ухе, то есть внутреннее ухо передает сигнал, передает волну, которая распространяется по воздуху, в механическую волну, в звук, который идет в жидкости. Внутреннее ухо, улитка и кортиев орган, которые составляют внутреннее ухо, уже заполнены жидкостью. И там происходит преобразование механических колебаний жидкости в нервный сигнал. В электромагнитный импульс, или как говорят нейробиологи, в потенциал действия.
Что нам для этого нужно? Нам для этого нужны безумно хитрые структуры, которые называются "волосковыми клетками". Как и зрение обеспечивается палочками и колбочками, фоторецепторами. Так вот, волосковые клетки — это механические рецепторы, преобразующие колебания в нервный импульс. Но если палочек и колбочек у нас много, то потери тысячи палочек или тысячи колбочек мы вообще не заметим. То волосковых клеток очень мало, и если погибло несколько тысяч, это уже критично, это уже может давать определенную глухоту.
Как же устроена волосковая клетка? Это особая клетка с длинными отростками.
Вот посмотрите, как она выглядит внешне, это волосковые клетки морской свинки. Что происходит? Когда набегает волна, волосковая клетка совершает колебания, механически, фактически вот реально механически, открывает канал для ионов. Ионы, попадая внутрь клетки, запускают нервный импульс. Как механически открываются ворота, и побежал нервный импульс. И я имею честь показать вам, как реально происходит преобразование звукового импульса в нервный, в режиме реального времени.
Не так давно, в одной из научных работ, была наконец-то изолирована одна волосковая клетка морской свинки, и этой клетке дали послушать, не поверите, Элвиса Пресли. Можете послушать: ♫ Bill Haley & His Comets - Rock Around The Clock. Преобразование совершенно. Музыка превратилась в нервный импульс. Дальше что? А дальше начинается длинное и запутанное путешествие этого нервного импульса по центральной нервной системе.
Для начала нам музыку нужно привести в мозг. И она приходит, вот посмотрите, по 8 паре, все черепные нервы изображены, по 8 паре черепных нервов. Они называются по-разному: привычно - слуховой нерв, но это еще и вестибулокохлеарный нерв или преддверно-улитковый нерв. Этот нерв приводит сигнал от внутреннего уха в ствол мозга, в оливовидное ядро, и дальше по стволу мозга звук поднимается наверх. Ну, не звук, конечно, а уже информация о нём.
В стволе мозга существует и обратная связь, какие-то сигналы могут идти и обратно к уху, в случае если звук слишком громкий. Нужно сказать, что вот именно слуховой нерв часто является причиной глухоты, потому что иногда страдают не барабанные перепонки, тогда нам помогает слуховой аппарат. Иногда страдают волосковые клетки или слуховой нерв, тогда у нас развивается нейрогенная глухота, и здесь слуховой аппарат не поможет.
Кстати, именно со слухом связаны первые в истории нейропротезы, мы знаем их под названием кохлеарные импланты. Если мы надеваем микрофон и стимулируем уже слуховой нерв, то тогда мы можем восстановить слух уже в случае потери волосковых клеток. Сейчас уже проведено несколько сотен тысяч имплантаций кохлеарных имплантов, это уже рутинная операция. Более того, если гибнет весь слуховой нерв, сейчас уже в мире есть несколько десятков операций, которые от кохлеарного импланта сигнал выводят прямо в ствол мозга.
Дальше что? Сигналы звука через таламус, через такую распределительную станцию, которая распределяет сигналы от большинства органов чувств, он (сигнал) приходит в слуховую кору. Она же височная кора, или так называемая 41, 42-е поля Бродмана. Именно там расположены интересные нейроны, которые различают звук по высоте. Мы очень продвинутые существа, и мы можем отличать звуки, отличающиеся на доли тона. В отличие от собак, которые слышат частями октавы, поэтому вашей собаке слушать Моцарта совершенно бесполезно, она не поймет.
И вот здесь, дальше из этой первичной слуховой коры, которая обрабатывает звук, здесь мы понимаем, какие звуки мы слышим. Дальше уже начинается путешествие сигнала по всему мозгу, это и вторичная слуховая кора, где мы уже слышим музыку, где мы понимаем мелодию. Это и мозжечок - более древняя часть, которая отвечает за координацию движений и которые одновременно воспринимает ритм музыки. Это и лобные доли, в которых мы производим уже анализ. Если вы с хорошим музыкальным образованием, вы понимаете, где основная тема, вторичная, где вступают скрипки.
Анализ музыки происходит уже не здесь, любое восприятие музыки в этом смысле уже очень сложный процесс, в который вовлечен почти весь мозг. Сейчас в нейробиологии отходят от того, что есть одна зона, и она жестко отвечает за что-то. Мы даже знаем, что обработка слов происходит по всему мозгу, в зависимости от того, какое это слово, поэтому с музыкой та же самая история.
Итак, мы услышали музыку, а дальше что? Как мы это знание можем использовать? На самом деле, есть некоторое количество исследований, которые нам будут любопытны. Чаще всего в связи с музыкой и с мозгом можно слышать об Эффекте Моцарта. Но почему-то его чаще воспринимают так, что если беременная мама приложит к своему пузу колонку с Моцартом или с другой классической музыкой, то у неё вырастет гениальный ребенок. Ну, подтверждений этому особо нет, но действительно, в 1993 году вышла в журнале NATURE публикация, посвященная эффекту, который получил название Эффект Моцарта, но она была совсем о другом.
Что же там было? Три группы испытуемых, которые были рандомизированы по полу, по возрасту, примерно одинаково распределены, с одинаковым уровнем IQ, и три группы, которым давали решать тесты IQ. Перед испытанием одна группа сидела 15 минут в полной тишине, а другая группа 15 минут слушала такую расслабляющую музыку, как при медитации, шум моря, ну, что-то такое. А еще одна слушала Моцарта, почему именно Моцарта, я не знаю, в статье не сказано, почему именно они выбрали Моцарта. Моцарт и Моцарт, других композиторов не было.
Что выяснилось? Оказывается, что если перед испытанием 15 минут послушать Моцарта, НЕ шум моря, НЕ расслабляющую музыку, НЕ тишину, то ваш IQ возрастает на 10 пунктов. То есть, было 100, стало 110. Вроде бы ура, вперед всем слушать Моцарта, и все станем умнее! Ничего подобного, этот эффект держится полчаса. Через полчаса вы снова такой же идиот, как были раньше. Ну или такой же гений, как были раньше. Здесь очень слабенький эффект, очень непродолжительный. Почему это работает — не знаю, тем не менее, вот такая история есть, и если вы перед экзаменом можете послушать 15 минут Моцарта — сделайте это, поможет.
Еще одна работа, которая достоверно говорит о пользе музыки в обучении, более интересная. Оказывается, если вы изучаете какие-то движения. В эксперименте были правши, которые учились делать что-то левой рукой. То есть нерабочей рукой. Вот в этом случае, слушание музыки во время обучения делает обучение более эффективным. Видимо, за счет того, что музыка естественно задействует мозжечок, активирует область, которая отвечает за координацию движений. Здесь да, здесь все хорошо, здесь работает.
Ещё одна интересная история: работа была сделана совсем недавно при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии, которая позволяет увидеть, какие области мозга активны, какие нет. ФМРТ определяет на самом деле всего лишь соотношение насыщенного и ненасыщенного кислородом гемоглобина, но это нам позволяет увидеть, где активный мозг. Потому что мозг он такой поганец, он маленький, он весит всего 2% нашего тела, а жрет 20% энергии, потребляет 20% кислорода, поэтому нам легко понять, где он активен.
Так вот, в случаев ФМРТ (ну, это обыкновенный томограф, просто по-другому обсчитывает результаты), вот в этот томограф положили джазмена и сказали: "человек, играй!". Причем играть он должен был импровизацию, и выяснилось, действительно, что во время импровизации те области головного мозга, которые отвечают за принятие решений, их активность подавляется. А вот та сеть пассивного режима работы мозга, во время которого наши мысли гуляют расслабленно, она активизируется, чего и следовало ожидать.
Зато было сделано еще одно интересное исследование, которое может кому-то из вас объяснить, что с вами не так. Не очень большое количество людей, но есть, которые на какую-то музыку, любимую, например, отвечают не просто удовольствием или сильными эмоциями, а эти эмоции уже проявляются в телесном выражении, то есть вас реально бьет дрожь, или вы реально плачете и не можете остановиться. Это имеет под собой нейробиологическое основание.
Проверив таких людей на еще одном виде томографии, которая смотрит не сам головной мозг, а связи между отдельными элементами коры, связи тракта белого вещества, поэтому называется трактография. Вот оказалось, что связь между эмоциональной корой и слуховой корой, вторичной слуховой корой, где происходит понятие музыки, у этих людей гораздо больше нервных волокон, и, естественно, поэтому сигнал проходит сильнее, и поэтому эффект от музыки гораздо более сильный. Так что в этом смысле не пугайтесь, с вами все хорошо.
Иногда, но очень редко, музыка используется для того, чтобы удачно провести операцию на мозге. Не так давно, с доброкачественной опухолью мозга попал в больницу один джазовый саксофонист. И поскольку опухоль располагалась близко к слуховой коре, чтобы хирург точно понимал, куда он идет, человек во время операции, а мы помним, что мозг не чувствует боли. Во время операции он играл на саксофоне, чтобы хирурги понимали, что они не задели слуховую и моторную кору, что они могут работать. Поэтому иногда, чтобы спасти себе жизнь, нужно играть на саксофоне во время операции.
Спасибо за внимание, увидимся с вами на канале. Другие новости про музыку и мозг будут в сообществе qwerty и до новых встреч.