Кортикальный гомункул: наглядное отображение степени представительства различных участков тела в моторной и соматосенсорной коре мозга человека
Конечно, эта карта тела у всех отличается, мы по-разному используем свое тело; к тому же на протяжении жизни в карте происходят значительные изменения в ответ на инсульт или травму мозга или тела. Но, несмотря на это разнообразие, все равно заметны общие различия между картами тела у музыкантов и всех остальных.
У музыкантов-клавишников проявляется повышенная тактильная чувствительность кистей рук12; они также лучше выполняют задачи, требующие приобретения новых двигательных навыков, особенно если начали учиться музыке в детстве13. Этим качествам соответствуют отличия на мозговой карте их тела.
 |
Относительное расположение представительства различных участков тела на
Протяжении моторной и соматосенсорной коры мозга
Кэтрин Эмантс и коллеги14 с помощью МРТ измерили ту часть двигательной коры, где представлены кисти. В ее структуре у немузыкантов оказалось больше асимметрии: слева она заметнее. Такого соотношения стоило ожидать у праворуких, так как тело представлено в мозгу перевернутым: правая рука — с левой стороны мозга, и наоборот. А у клавишников структура была намного симметричнее, что отражает гораздо большее представительство обеих рук в мозгу. Это особенно относилось к людям, с детства начавшим заниматься музыкой.
В более свежих исследованиях также был обнаружен четко выраженный рисунок в виде греческой буквы омега (ω) на моторной коре музыкантов15. Поразительно, что аналогичные результаты выявили невооруженным глазом — настолько явными были различия.
|
|
|
Ученые также рассмотрели реакции в представленной карте тела. Кристо Пантев и его коллеги16 изучили музыкантов- струнников, которые начали учиться музыке в раннем возрасте и до сих пор регулярно практиковались, и сравнили с группой контрольных участников, которые не играли ни на каком инструменте и не выполняли пальцами рук никакой другой ритмичной деятельности (например, печатания). Исследователи стимулировали большой палец и мизинец на обеих руках участников с помощью небольшого давления — безвредного и безболезненного. Затем измерили реакцию коры мозга в соматосенсорных зонах с помощью аппарата для магнитоэнцефалографии (МЭГ). Этот чувствительный прибор измеряет активность мозга, регистрируя вокруг головы магнитные поля, возникающие в ответ на электрические токи.
Пантев обнаружил, что реакции мозга были выше у музыкантов, чем у немузыкантов, но только для левой руки; это значит, что движения пальцев руки были больше представлены в мозгу музыкантов. Большая выраженность данных для левой руки, вероятно, определялась перевесом скрипачей среди
|
|
|
участников исследования, а они левой рукой выполняют гораздо более точные и тонкие движения, чем правой (со смычком)17.
Эти исследования свидетельствуют, что навыки тонкого
двигательного контроля у музыкантов помогают им выполнять в лаборатории двигательные задачи, не связанные с музыкой; а обозначенная разница реакций мозга проявляется в строении и организации карты тела, что порой можно увидеть даже невооруженным глазом.
Навыки слушания
К взрослому возрасту становятся отчетливо видны анатомические и функциональные отличия мозга музыкантов, которые уже мастерски овладевают умением воспринимать небольшие изменения звука и реагировать на них, особенно на своем инструменте или голосом.
Было обнаружено, что уровень активации в первичной слуховой коре у профессиональных музыкантов в ответ на музыкальные звуки на 102 процента выше, чем у немузыкантов, причем всего через 30 миллисекунд после начала звучания. Более того, серого вещества в некоторых частях слуховой зоны оказалось на 130 процентов больше18. Музыканты также лучше воспринимают любые мелкие изменения, подобные музыке и речи19. Справедливо сказать, что мозг музыкантов велик, способен к быстродействию и имеет широкие возможности в отношении анализа звуков.
|
|
|
Важное свойство музыкального опыта в том, что он не обеспечивает просто «эффекта ручки громкости»20 — усиления всех реакций. Реакции нервной системы на звуки сбалансированы так, чтобы оставалось больше ресурсов для обработки сложных аспектов звука, что лучше удается профессиональным музыкантам. И в этом смысле усовершенствование обработки звука у музыкантов — процесс оптимизации.
Одно из последствий этого процесса оптимизации — в том, что самые значительные улучшения происходят в обработке
знакомых звуков — собственного инструмента или голоса музыканта — по сравнению с другими. Кристо Пантев и его команда продемонстрировали, что у музыкантов реакция мозга на 25 процентов сильнее в первые миллисекунды после восприятия музыкального тона21. Подобного повышения не происходило, когда музыканты слышали «чистые тоны» — звуки искусственной высоты, которые не может издать традиционный инструмент. (Эти тоны состоят из всех основных элементов звуковой волны — частоты, длины и амплитуды, так что мы слышим высоту, но без обертонов, возникающих в результате естественных колебаний воздуха, вызываемых струной фортепиано или тростью кларнета).
|
|
|
Во втором исследовании Пантев сравнил реакции мозга скрипачей и трубачей на звуки скрипки и трубы22. Исследователи обнаружили четкую закономерность: в обеих группах этот показатель был выше для лучше знакомого участникам инструмента.
А недавно Дана Стрейт и коллеги зафиксировали сходные результаты, изучая очень ранние реакции мозгового ствола23. При воздействии звука ствол мозга отвечает волной электрической активности; это называется слуховым вызванным потенциалом. Для наглядности представьте, что вы кричите в пещеру и слышите эхо вашего голоса. Реакцию ствола мозга можно измерить, чтобы определить степень его схожести с первоначальным звуком — подобно тому, как можно записать эхо и сравнить его с вашим криком.
Стрейт и ее коллеги зафиксировали реакции слухового ствола мозга у пианистов и не пианистов (все были взрослыми музыкантами высокой квалификации) при прослушивании трех различных музыкальных звуков: 200 миллисекунд фортепиано, фагота и тубы. Реакция мозга пианистов на звук фортепиано была ближе к характеристикам этой звуковой волны, чем реакции других музыкантов. По существу, мозг пианистов производил более верное мозговое «эхо» их «родного» инструмента. Авторы говорят об этом эффекте как о получении
более точного «мгновенного нейронного снимка» звуков фортепиано у пианистов.
Все экспериментальные данные наводят на мысль, что мозг производит «тонкую настройку» своей слуховой системы, давая музыканту естественное преимущество при звуках его инструмента или голоса. Скорее всего, это происходит в результате стимуляции нисходящих и восходящих проводящих путей в головном мозге, когда музыкант вслушивается в извлекаемые им самим звуки, чтобы совершенствоваться и достигать максимальных результатов при исполнении.
По всем параметрам такая реакция только на пользу; но у этого явления есть и обратная сторона: обученные музыканты оказываются в невыгодном положении, если слушают собственный инструмент, когда он немного расстроен. Это известно мне по опыту: когда я выступала в роли судьи на конкурсах, звуки слегка расстроенной гитары ужасно действовали мне на нервы. Тогда я не понимала, в чем дело, потому что воспринимаю звуки других инструментов вовсе не так тонко, хотя и считаюсь меломаном. А теперь я знаю причину! Наблюдаемое у музыкантов улучшение слуховых навыков может происходить в очень узких областях, но видны и общие результаты. Один из них — обработка высоты речи. Патрик Вонг изучил реакции на тоны мандаринского диалекта китайского языка у музыкантов и немузыкантов24. Он обнаружил улучшенное отслеживание высоты в реакциях мозга у музыкантов, не знавших китайского, хотя они слушали тоны языка, а не музыки. Возможно, это частично объясняет, почему музыкантам лучше удается научиться говорить на чужом языке25. Мы уже видели, что у детей, занимающихся музыкой, улучшается восприятие речи на родном языке. Эта связь остается сильной и у взрослых; более того, объем музыкальной практики предсказывает степень улучшения способности слышать в шуме26. У музыкантов-взрослых также проявляются более точно настроенные подкорковые реакции мозга и улучшенная способность различения похожих слогов речи (например, «ба» и
«да»)27. Так что если на шумной вечеринке вам нужно следить за беседой, призовите на помощь музыканта — на случай, если какие-то слова не разберете.
Наконец, судя по всему, эти различия в ранних реакциях мозга взрослых музыкантов на речевые звуки могут оказаться полезными в пожилом возрасте, когда способность отслеживать быстро меняющуюся речь часто ухудшается естественным образом. Есть данные, что у пожилых людей (средний возраст — 65 лет), которые в раннем возрасте не очень долго (от четырех до
14 лет) учились музыке, но не играли в течение десятилетий, реакции нервной системы на звуки речи все равно были быстрее, чем у людей с похожими характеристиками, мало занимавшихся музыкой или не занимавшихся вообще28. Возможно,
«настройки», появляющиеся в мозгу при раннем обучении музыке, сохраняются всю жизнь.
Двигательная реакция
Еще один интересный эффект, наблюдаемый у взрослых музыкантов, — то, что я на своих занятиях называю «призраки в мозгу». Когда музыканты слышат произведение, которое умеют играть или петь, в их мозгу проявляются модели двигательной активации — как если бы они действительно играли или пели. Даже когда музыканты лежат в аппарате для исследований не шелохнувшись, в их мозгу появляется «призрак» исполнения музыки29.
Музыканты признают существование «эффекта призрака», часто сообщая, что музыкальные звуки у них автоматически соединяются с соответствующими двигательными действиями. В связи с этим эффектом я услышала один интересный пример: певцам часто советуют не слушать музыкальные записи непосредственно перед выступлением. Даже если они не будут подпевать вслух, есть опасения, что они могут перенапрячь голос, так как в мозгу автоматически задействуется система создания «призраков движения». Реально ли это на самом деле —
неизвестно, но профессиональные музыканты признают силу системы «музыкальных призраков» мозга.
Память и зрение
В психических способностях некоторых музыкантов проявляются преимущества, не имеющие явной основы в мозгу или по крайней мере такой основы, которую мы могли бы свести к одной области или реакции. Скорее всего, они объясняются совместным воздействием многих областей, о которых мы говорили; или, возможно, их вызывают процессы, ход которых в мозгу нелегко «увидеть», например более эффективное использование познавательных стратегий.
Основная интересующая нас здесь психическая способность, которая к тому же вызывает у меня особый интерес, — память. У музыкантов, в отличие от таксистов, не наблюдается заметного увеличения основной области мозга, отвечающей за память, — гиппокампа. Несмотря на это, вряд ли стоит сомневаться, что память музыкантов лучше в ряде областей30. Безусловно, музыкант лучше выполнит тест на музыкальную память, так как у него больше стратегий для запоминания звуков: он может мысленно представлять ноты или сформировать двигательное воспоминание об исполнении этих нот. А как обстоят дела с выполнением других типов повседневных заданий для памяти?
Одно из первых масштабных исследований с рядом тестов на память в разных областях (музыкальная, вербальная, зрительная) провели две мои студентки, Стефания Пилери и Кристина Ди Бернардо. Группы музыкантов и немузыкантов с аналогичными характеристиками выполнили восемь различных тестов на память. Исследователи выяснили, что у музыкантов лучше вербальная рабочая память, когда нужно держать в уме больше одной вещи одновременно. Не было обнаружено улучшения краткосрочной речевой памяти (когда, например, пытаются несколько секунд удержать в памяти телефонный номер), а также зрительной и пространственной.
Это исследование четко показывает, что музыканты не демонстрируют общего улучшения памяти благодаря обучению, по аналогии с увеличением мышцы в результате нагрузок в спортзале. Могу предположить, что вместо простого наращивания объема памяти музыканты учатся лучше ее использовать, и это особенно заметно, когда нужно вспоминать звуки (музыкальные или другие) и манипулировать ими.
Обычно мы не видим результатов воздействия музыкального мастерства на запоминание зрительных образов (кроме светомузыки), но у музыкантов наблюдаются некоторые отличия зрительно-моторных навыков (которые нужны для координации зрительной и двигательной систем, чтобы выполнить действие). Вероятно, причина в том, что профессионалы, умеющие читать музыку, тратят массу времени, учась ассоциировать зрительный символ (ноты) с двигательной реакцией (игра или пение). Этот процесс, видимо, улучшает работу систем, позволяющих нам связывать зрительные и двигательные представления31. Интересно было бы разобраться, насколько объемно это улучшение и может ли оно пойти на пользу другим, бытовым умениям, которые требуют зрительно-моторных навыков, например вождение машины или спорт.
В разные годы было проведено много экспериментов, сравнивающих музыкантов и немузыкантов в разнообразных ситуациях. В этой последней части я обрисовала некоторые из самых известных областей поведения и способностей, которые можно считать перспективными. Нужно проводить больше исследований, чтобы узнать точные причины, по которым музыканты лучше проявляют себя в этих областях. Это помогло бы разобраться, как обучение музыке оказывает положительное влияние на мозг и поведение и какие выводы можно сделать для обучения в будущем32. Пока нам удалось продемонстрировать, что музицирование в течение жизни влияет на наш ум; как именно это происходит — загадка, которую предстоит разгадать.
Нарушение обработки музыки
Теперь я перейду к противоположному концу спектра и расскажу о людях, которым трудно воспринимать музыкальные звуки.
Цель этого раздела — заставить всех, а особенно музыкантов, посмотреть в глаза реальности: мы все музыкальны. В западном обществе воспитывают на стереотипном понятии
«музыкальности» и «музыкантов», которое на самом деле означает «специалистов». Надеюсь убедить вас, что музыкальные способности, которыми мы обладаем во взрослом возрасте, на самом деле поразительны. И один из лучших способов доказать это — подчеркнуть ценность этих способностей, рассмотрев отклонения от их обычного развития — так называемую амузию. Те немногие, у которых встречается амузия, испытывают настоящие и конкретные трудности в обработке музыки; при этом у них отсутствуют проблемы со слухом или другие заметные нарушения в познавательной, эмоциональной или социальной сферах33. Мне посчастливилось пять лет изучать это редкое нарушение, и я опишу жизнь людей, лишенных способности легко обрабатывать музыку.
Типы фальшивого пения
Амузию часто называют отсутствием музыкального слуха, но давайте разберемся в этом понятии. У каждого из нас есть друг, коллега или родственник, ярко воплощающий поговорку
«медведь на ухо наступил»; его пение вызывает искреннюю тревогу, и чтобы сберечь здоровье окружающих, его нельзя подпускать к караоке. Но у большинства таких людей нет амузии; в основном они просто не умеют петь.
Лучшей иллюстрацией этого стало исследование канадки Лолы Кадди34, проведенное в Университете Квинс. Кадди и ее коллеги спросили у студентов, кто считает себя лишенным музыкального слуха; подняли руки 17 процентов из 2000 человек. Затем исследователи протестировали 200 из этих студентов на амузию (см. описание ниже): лишь у небольшой группы из этих якобы «не имеющих музыкального слуха» людей были настоящие трудности с обработкой музыки. У преобладающего большинства
тех, кто считал себя «немузыкальным», на самом деле был нормальный музыкальный слух, просто они не очень интересовались музыкой и считали, что не умеют петь. Почти каждый мой знакомый, уверенный в отсутствии у себя музыкального слуха, упорно думает, что не умеет петь35, — обычно из-за суровых оценок школьного учителя, руководителя хора или друзей и родных. Карен Уайз и Джон Слобода36 изучили взрослых британцев, считавших, что им медведь на ухо наступил, и обнаружили: хотя участникам действительно было трудновато петь, главной их проблемой была недостаточная уверенность в себе. Они лучше пели под аккомпанемент, и в результате авторы предположили, что их трудности нельзя назвать непреодолимыми. Им и большинству ваших знакомых, якобы не имеющих музыкального слуха, пошло бы на пользу несколько уроков пения. Для сравнения, обучение пению людей с амузией привело к сравнительно меньшим улучшениям, а в большинстве случаев тяжелой амузии почти не повлияло на трудность в обработке музыки37.
В общем, если человек говорит: «Мое пение звучит ужасно», вряд ли он лишен музыкального слуха; если он так говорит — значит слышит свои ошибки. А человек с амузией скажет:
«Друзья и родные думают, что я пою ужасно, но я не знаю, правда ли это».
Проявления амузии
Вас уже вряд ли удивит разнообразие нарушений в восприятии музыки, потому что в ее обработке задействовано такое количество областей мозга. Некоторым людям с амузией трудно воспринимать изменения высоты звуков, а без этого невозможно отслеживать развитие мелодии38.
У других обладателей амузии, плохо воспринимающих тембр, есть сложности с окраской музыкальных звуков: именно благодаря тембру мы можем различать ноты, сыгранные на разных инструментах.
Классический пример: человек обратился к доктору с необычной жалобой — внезапно для него стал как-то странно звучать голос Мадонны. Он был большим поклонником этой певицы, но недавно заметил, что ее пение стало портиться. Когда он уловил те же непонятные дребезжащие звуки в старых записях, понял, что проблема может быть в нем самом. Большинство людей не распознали бы в этом признака заболевания, но оказалось, что у него произошел микроинсульт, после которого началась амузия в легкой форме.
Диагноз
«Монреальский комплекс тестов для определения амузии», разработанный командой Изабель Перес, позволяет четко выявить проблему39. Человек прослушивает две короткие мелодии и говорит, как они для него звучат — одинаково или нет. Не имеющему амузии довольно легко распознать попадающиеся время от времени «неподходящие» ноты: ведь большинство из них усиленно акцентированы. Удивительное ощущение — сидеть рядом с умным человеком, который слушает мелодию с явными фальшивыми нотами и говорит, что все в порядке. Но люди с амузией совершенно искренни: они просто не в состоянии распознать «неправильные» звуки.
В отсутствие проблем со слухом амузия может быть врожденной или приобретенной. Правда, по поводу врожденной не все просто: невозможно измерить отсутствие умения, которое не должно было еще развиться, по определению. Но есть несколько документально подтвержденных случаев амузии в детстве; это наводит на мысль, что она может начаться в раннем возрасте40.
По нынешним оценкам, (условно) врожденная амузия может охватить примерно четыре процента населения41, хотя эта цифра, возможно, завышена42. А термин «приобретенная амузия» применяется, когда у человека, прежде не имевшего проблем с музыкой, внезапно появляются сложности с ее обработкой — обычно после травмы головы, инсульта или комы.
Часто встречается такое толкование этой проблемы, как
«неспособность понимать музыку или реагировать на нее», но оно вводит в заблуждение. Люди с амузией способны ценить музыку. Моя коллега Диана Омиги43 изучила типы музыки, которую люди с врожденной амузией слушают в повседневной жизни. Она попросила записывать в дневнике, какая музыка их окружает, несколько раз в день в течение недели, получив оповещение в виде СМС. Участники фиксировали, в какой степени они влияли на выбор музыки, нравилась она им или нет, сколько внимания ей уделяли и как она воздействовала на их настроение и эмоции.
Многие испытуемые были склонны избегать музыки и предпочитали не включать ее44. Но некоторым нравилось, когда радио играло фоном, и с помощью мелодий корректировали свой уровень энергии. Интересно, что одним из самых популярных жанров в группе амузии был джаз, где мелодия не играет такой большой роли, как в поп-музыке, кантри или роке.
Получается, в ситуации с амузией нет определенности; люди с таким диагнозом не испытывают ненависти ко всей музыке и/ или не считают ее непонятной. Если подумать, это логично: музыка представляет собой организацию сложных звуков с множеством разных аспектов, способных радовать, например тембры, ритмы или слова. Возможно, вам приносят удовольствие также социальные и культурные аспекты — те преимущества музыки, которые не ограничиваются звуком. Может быть, любимый мотив ассоциируется у вас с первой любовью, мелодия
«С днем рождения» — со счастливыми глазами ребенка, задувающего свечи на торте. Глубина, сила и охват музыкой нашей жизни означает, что мы можем достичь симпатии к ней разными путями; но эти пути, скорее всего, будут другими у человека, испытывающего трудности с обработкой музыкальных звуков.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 245; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!