Музыка и мозг: как слушать музыку с пользой

Photo from cmuse.org

Исследования о влиянии музыки на наш мозг и эмоции продолжаются с 1950-х годов, когда врачи стали замечать преимущества музыкальной терапии у пациентов больниц в Европе и США.

Сегодняшние исследования показывают, что музыка может помочь избавиться от негативных эмоций, таких как стресс, беспокойство и депрессия. Музыка может играть роль в уменьшении случаев дезориентации и делирия у пожилых пациентов, выздоравливающих после операции. Кроме того, исследования подтверждают, что прослушивание веселой или же грустной музыки может заставить нас воспринимать других как веселых или грустных, соответственно. Все эти открытия ясно показывают, что влияние музыки на наши эмоции вполне реально. В США и Европе распространена музыкотерапия, а также учреждена Ассоциация музыкальных терапевтов, где специалисты составляют персонализированные плейлисты для работы над обозначенными проблемами.

Большинство проведенных исследований указывают на то, что количество областей мозга, активируемых звуками, варьируется от человека к человеку и зависит от музыкального образования и личного опыта с музыкой. Следовательно, то, как музыка влияет на нашу способность концентрироваться или чувствовать определенные эмоции, тоже может варьироваться от человека к человеку. Тем не менее, есть некоторые общие паттерны, которые были обнаружены современными музыкальными исследованиями. А специальная ниша исследований, изучающая реакцию нашей нервной системы на звуки и музыку, называется нейромузыкологией. Именно она и может нам помочь выбрать музыку / звуки для достижения определенных целей, основываясь на нашем состоянии.

И прежде чем понять, как выбирать их в зависимости от желаемого состояния, вспомним, как же устроен слух.

Как мы слышим?

Строение слухового анализатора человека

Он состоит из 4 частей:

• Наружное ухо. Состоит из ушной раковины, слухового прохода и барабанной перепонки, закрывающей внутренний конец слухового прохода;
• Среднее ухо — это заполненная воздухом полость за барабанной перепонкой. Эта полость соединяется с носоглоткой посредством евстахиевой трубы — узкого хрящевого канала, который обычно находится в закрытом состоянии. Кстати, именно с помощью евстахиевой трубы выравнивается среднее давление внутри и снаружи от барабанной перепонки;
• Внутреннее ухо. Во внутреннем ухе содержится несколько структур, но к слуху имеет отношение только улитка, получившая свое название из-за спиральной формы. Улитка разделена на три канала, заполненные жидкостью;
• Слуховые проводящие пути — это совокупность нервных волокон, проводящих нервные импульсы от улитки к слуховым центрам коры головного мозга.

Photo from sluh.by

Работа слухового анализатора

Распишем шаги внутри последовательности обработки звука:

1. Звуковая волна попадает в наружное ухо;
2. Здесь звуковые волны ударяются в барабанную перепонку и вызывают её колебания, передающиеся в среднее ухо;
3. Эти колебания через цепь слуховых косточек передаются жидкостям слуховой улитки;
4. Внутри улитки находится кортиев орган, содержащий около 20–30 тысяч крошечных волосковых клеток, которые улавливают колебания жидкости в канале. Эти клетки, отличающиеся по длине, чувствительны к разным звуковым частотам;
5. Далее вибрации трансформируются в нервные импульсы;
6. А затем эти импульсы передаются в кору головного мозга через кохлеарный (слуховой) нерв.

Как задействован мозг в обработке музыки

Электрические сигналы при прослушивании звуков / музыки обрабатываются в различных частях мозга. Одни задействованы в интерпретации ритма, другие — высоты звука и так далее. Рассмотрим некоторые музыкальные аспекты, останавливаясь подробнее на том, какая мозговая активность происходит при их обработке.

Photo from blog.drum.fit

Ритм

Различные исследования показывают, что в идентификации ритмов и их отслеживании задействованы базальные ганглии. В свою очередь, они тесно связаны со следующими областями мозга, которые также используются при распознавании ритмов:

• слуховая кора;
• премоторная кора;
• мозжечок.

Связь базальных ганглий с областями, участвующими в движении, обьясняет, почему мы довольно часто начинаем непроизвольно двигаться, только услышав музыку.

Как только ритм идентифицирован, таламус начинает анализ раздражителя, определяя степень опасности и необходимости предпринимать решительные действия.

И чем больше грува в музыке, тем быстрее наш мозг детектирует уже знакомые паттерны, что приводит к замещению бета-волн (ритм головного мозга в диапазоне от 14 до 30 Гц с напряжением 5 – 30 мкВ, присущий состоянию активного бодрствования) альфа-волнами (состояние спокойного бодрствования). Поэтому, если ваша цель – сконцентрироваться, то лучше выбирать музыку с четким ритмом.

Высота звука и тональность

Распознавание и понимание высоты звука и тона осуществляется, в основном, слуховой корой. Эта часть мозга также выполняет большую часть работы по анализу мелодии и гармонии песни. Некоторые исследования показывают, что мозжечок и префронтальная кора также вносят свой вклад в данный анализ.

Всем известно, что тональность оказывает большое влияние на наши эмоции при прослушивании. Вот 3 главные области мозга, которые отвечают за эмоциональные реакции:

• прилежащее ядро;
• амигдала (миндалевидное тело);
• мозжечок.

Кстати, не всегда минорная музыка заставляет нас грустить, а мажорная — танцевать. Данный феномен обусловлен тем, что базовое восприятие мажора и минора связано с теми интервалами и аккордами, на которых основан музыкальный лад. Так в мажоре это большие интервалы (терция, секста) и основанные на них мажорные трезвучия (тоника, субдоминанты), в миноре же, напротив, малые и минорные. Из-за того, что минорные аккорды чаще всего диссонантны, минорная музыка вызывает более значимую активацию отделов мозга, связанных с обработкой эмоций, в отличие от мажорной музыки. Именно поэтому мы чаще классифицируем минорную музыку как грустную.

И так как мажорная музыка менее диссонантна, это влечёт более частую активацию прилежащего ядра, которое является «центром дофамина».

Темп

В обработке информации о темпе участвуют нижняя теменная кора, верхняя височная извилина островковая доля и средняя / прецентральная лобная извилина. Данный процесс происходит в правой части мозга.

Музыка, особенно быстрая (125 – 145 bpm), повышает настроение и мотивацию. Это связано с тем, что при прослушивании быстрой музыки начинает расти систолическое давление и частота сердечных сокращений, диастолическое же наоборот начинает снижаться. При прослушивании медленной музыки наблюдается обратный эффект; снижается и пульс, и давление (и систолическое, и диастолическое).

Темп также имеет положительную корреляцию с возникновением бета-волн, что приводит нас в состояние бодрствования.

Лирика

Если мелодия обрабатывается преимущественно в правом полушарии, то лирика – в левом.

Анализом текстов песен, как и анализом речи в повседневной жизни, занимается слуховая кора. При прослушивании песен наибольшую активность показывает первичная слуховая кора. Важно, что степень активности данной части определяется лингвистическими особенностями: когда семантические знания (тексты песен) можно использовать для генерации недостающей информации, в обработке принимает участие преимущественно зона Вернике. Если же на основании имеющейся информации невозможно провести анализ, активность мозга распространяется дальше в нижнюю часть слуховой коры.

Громкость

Уровень громкости звука напрямую влияет на то, как мы воспринимаем информацию. И чем громче мы слушаем музыку, тем больше деталей мы упускаем. Это связано с тем, что сильное звуковое давление повреждает миелиновую оболочку нейронов, которая обеспечивает более высокую скорость прохождения нервных импульсов и защищает нервные волокна от повреждений. Ученые отмечают, что схожие процессы происходят во время заболевания рассеянным склерозом. Также при длительном воздействии шума свыше 100 дБ было замечено снижение порогов нервной возбудимости. Если мы посмотрим на шкалу шумов, то значениям 100–110 дБ соответствуют шум оркестра, вертолета и визг работающей бензопилы. Но если выкрутить на всю громкость вашего iphone, то он окажется в этом же ряду. Поэтому при прослушивании музыки лучше выставлять рекомендуемое ограничение: 60–80 дБ.

Photo from admbaraba.ru

Еще один из рисков — возможная потеря слуха. Это происходит из-за повреждения клеток и мембраны улитки, а также перегрузки волосковых клеток, что приводит к их гибели.

А какой эффект может оказывать на нас прослушивание звуков?

Теперь мы знаем, как происходит анализ прослушиваемой музыки в нашем мозге, и как некоторые аспекты могут влиять на наши ощущения.

Уже сегодня существует огромное количество сервисов, в основе которых лежат наборы различных звуков, обещающих достижение таких целей как расслабление, продуктивность или крепкий сон. Некоторые звуки могут находиться сразу в нескольких категориях, что мешает однозначному пониманию влияния звука на нас. Поэтому выделим несколько звуков, попробуем разделить их на категории и ответить на вопрос, какое же влияние каждый звук оказывает на нас и почему.

Расслабление

• Звук океанской волны. Частота накатывания океанской волны на берег — 12 раз в минуту. Примерно такая же частота дыхания у спящего человека. Возможно, именно поэтому прослушивание этого звука помогает быстрее расслабиться и заснуть;
• Звуки костра. Данный звук снижает артериальное давление и отвлекает от общественного воздействия. В то же время большую роль играет эволюционное влияние: огонь давал тепло, защищал от хищников, а также обеспечивал увеличение социальных связей;
• Звук перезвона ветра. Проведённые эксперименты показали, что прослушивание данного звука активирует парасимпатическую нервную систему, основные функции которой – снижение артериального давления и уровня сахара в крови, ослабление сердцебиения и восстановление запасов энергии.

Концентрация

• Белый шум. Он вызывает активность мозга с меньшей амплитудой и позволяет сделать другие шумы менее заметными. В результате чего мы меньше отвлекаемся и концентрация становится более глубокой. Также проведённые учеными эксперименты показали, что при прослушивании белого шума усиливается связь между областями мозга, связанные с модуляцией дофамина и вниманием, что напрямую влияет на качество памяти;
• Пение птиц. Одни ученые полагают, что пение птиц эволюционно сигнализирует о наличии жизни. Вторые думают, что все дело в том, что раньше это был один из первых звуков, который мы слышали во время пробуждения, и именно утром большинство людей наиболее продуктивны. Ещё одна группа утверждает, что все дело в стохастичности этих звуков: отсутствуют какие-либо паттерны, на которых мозг мог бы сосредоточиться. Но все они сходятся во мнении, что звук пения птиц улучшает концентрацию. Один из экспериментов, подтвердивших это – прослушивание записей пения птиц офисными работниками после обеда, в то время как у них начинал падать сахар в крови и появлялась сонливость.

Здесь же хочется немного затронуть и бинауральные ритмы. Это своеобразная звуковая иллюзия, возникающая в результате прослушивания звуковых сигналов различных частот, каждый из которых подаётся только в одно ухо. При попытке «наложения» сигналов друг на друга происходит трансформация, результатом которой является разница частот входных сигналов, и именно этот звуковой сигнал мы и слышим. Длительное прослушивание такого сигнала входит в резонанс с ритмами нашего мозга и «настраивает» его электрическую активность на ту же частоту. Но это уже совсем другая история.

Звуки и музыка — это очень мощные инструменты, позволяющие трансформировать наше состояние. Только при прослушивании стука в нашем мозге активируются как минимум 2 различные области. Для достижения желаемого состояния необходимо четко определить текущее состояние и уже на его основании выбирать звуки / музыку для прослушивания.

И если сейчас вы ещё не готовы к самостоятельному составлению плейлистов, то можно воспользоваться уже готовыми, а также приложениями, специально созданными для достижения определенных состояний с помощью прослушивания звуков. И вот некоторые их них:

• Плейлисты Spotify — можно найти огромное количество качественных подборок для разных целей. Вот, например, плейлисты для концентрации;
• Nature Soundmap — огромная коллекция звуков, собранная с различных уголков нашей планеты. Щёлкнув на любую точку, отмеченную маркером, вы сможете послушать звуки тамошней природы;
• Endel — приложение, генерирующее персонализированный звуковой фон, ориентируясь на время суток, погоду, пульс и шаги пользователя;
• Portal — приложение с набором различных звуков, где каждый звук дополнен красивой анимацией — «порталом».

Литература

1. Michael Thaut: Rhythm, Music, and the Brain. Scientific Foundations and Clinical Applications;
2. Jessica A. Grahn, James B. Rowe: Finding and Feeling the Musical Beat: Striatal Dissociations between Detection and Prediction of Regularity;
3. Robert J. Zatorre and Valorie N. Salimpoor: From perception to pleasure: Music and its neural substrates;
4. MIT: How the brain perceives rhythm;
5. Sugiharto, Hendra Susanto, Desiana Merawati , Olivia Andiana: The Effect of Tempo of Musical Treatment and Acute Exercise on Vascular Tension and Cardiovascular Performance: A Case Study on Trained Non-Athletes.