Наші улюблені пісні є «гімнастикою для мозку»
25.05.2022
Музика впливає на імунітет організму і може дати нам силу, в певному сенсі змобілізувати наш внутрішній потенціал. Хто не вірить, нехай сьогодні побачить українських солдатів в окопах, які підспівують пісні чи інші «червоні калини» і звичайно гімн.
Сучасна нейробіологія, але також психомузикологія чи навіть фізику прискіпливо досліджують що і чому відбувається у нашому мозку, ерґо – у нас самих, коли до наших вух доходять неабиякі звуки. Музика – це не запис людської мови, хоча можливо спільно з нею розвивалася, ані не є віддзеркаленням звуків природи. Хоч звичайно бувають випадки, коли композитори вплітають у свої твори пасажі, які імітують наприклад голоси птахів, гру на інструментах. Музика, як феномен, – це повна абстракція.
З інтернет-сторінок і соціальних мереж вже багато років витікає інформація про те, як музика допомагає розвивати дітей – навіть внутрішньоутробно. Ранній музичний тренінг може наприклад позитивно впливати на вміння читати слова і сприймати візуальну інформацію (напр. стовпчики, графи), підтримуючи запобіганню дислексії. Подібні спостереження стосуються удосконалення математичних здібностей у дітей, їх вміння зосереджуватися і т. п.
Нейробіолог Кімінобу Сугая і всесвітньовідома скрипачка Аяко Йонетані вже 16 років в Університеті Центральної Флориди ведуть курс «Музика і мозок». Разом з багатьма іншими вченими шукають відповіді на питання: яким чином музика впливає на функції мозку, зменшуючи таким чином стрес, біль і симптоми депресії, як покращує пізнавальні та рухові здібності, наука часо-простору і нейрогенези, тобто здібності мозку виробляти нейрони. І не тільки у дітей, але власне передусім у старших осіб, котрим присвячується, на жаль, менше уваги. Професор Сугая колись звернув увагу: «Зазвичай пацієнти з хворобою Альцгеймера на різних стадіях на ніщо не реагують. Проте коли почують у слухавках музику, їх колись улюблену мелодію, – їх очі починають сіяти. Вони починають рухатися, а часом співати. Результат утримується навіть близько 10 хвилин після того, як виключається музика. Їх мозок у той момент активний у багатьох різних сферах, що показує на обстеженні функціональна томографія».
Ефект рок-н-ролу
Не існує якась терапевтично найкраща, одна єдина музика. Сьогодні в науці вже помер «ефект Моцарта», тобто переконання, що класична музика збільшує активність мозку і робить слухачів мудрішими. Людині, котра хворіє на Альцгеймера чи має інші проблеми, пов’язані із старінням мозку допоможе власне та музика, котру найбільше любила і слухала в молодості. Рок-н-рол, джаз чи класика… Залишається чекати на часи, коли покоління, що виросло на хеві металі чи хіп-хопі досягне відповідний вік, аби був повний пакет результатів досліджень.
Це означає, що спогади, пов’язані з музикою, - це емоційні спогади, котрі ніколи не зникнуть. Це також настільки цікаво, що з досліджень психологів розвитку і нейронауковців виникає, що сьогодні тільки майже 10 відсотків людей у щоденному житті використовує свою слухову, а не зорову пам’ять (тобто наприклад значно більше запам’ятовують з лекції, ніж з тихого читання книжок).
Спеціалісти зі Школи медицини Університету Джонса Хопкінса у справі «старіння і музика» після проведення численних експериментів стверджують, що якщо хочемо утримати наш мозок у добрій формі, слухання або відтворення музики є прекрасним інструментом. Забезпечує цілковиту «гімнастику для мозку», оскільки у процес задіяно багато різних сфер.
Актуальне дослідження проведене Американським Товариством Пенсіонерів (American Association of Retired Persons) про музику і здоров’я мозку, що старіє показало, що слухачі музики мали краще психічне самопочуття і дещо знижений рівень страху і депресії порівняно з загальною кількістю людей. З-посеред респондентів анкети, котрі зараз ходять на концерти, - 69 процентів оцінило стан свого мозку як «досконалий» або «дуже добрий» порівняно з 58 процентами у випадку тих, котрі були меломанами у минулому і 52 проценти тих, котрі ніколи не брали в них участі. Серед осіб, котрі часто мали справу з музикою у дитинстві, 68 процентів оцінило свої вміння навчатися нових речей як «досконалими» і «дуже добрими» порівняно з 50 процентами осіб, котрі виховувалися без впливу музики. Однак ще нічого не втрачено, оскільки дорослі, котрі не мали контакту з музикою в дитинстві, але зараз її слухають і високо її цінують, показують результати вище середнього рівня з точки зору психічного самопочуття.
Музика може змінити нам почуття часу (ми просто відриваємося), успішно ударити в наші первинні страхи, зменшити напади наприклад паніки, зробити нас кращими у спілкуванні (як писав Єжи Вальдорф, звертаючись до сентенції Аристотеля – «музика пом’якшує звичаї») і додати нам сили, начебто внутрішню мобілізацію. А хто не вірить, нехай сьогодні подивитися на українських солдатів в окопах, що співають пісні чи інші «червоні калини» і звичайно гімн. Крім того, відзначено вплив слухання музики на покращення дії імунітету (що не дивує, бо зв’язок нервової і імунної системи це вже сьогодні класичний жанр клініки).
Наука вважає фрагменти «Сонати» (D-dur) Моцарта для двох фортепіано (KV448) ефективними в лікуванні епілепсії, а прикладів інших «музичних пігулок», хоч і менш відомих ніж «Ефект Моцарта 448», є багато. А це надалі нас вражає, з’являються наукові роботи про позитивний вплив музики на поправлення пошкоджень мозку, а навіть нейрогенез, що може також сприяти підвищенню когнітивного потенціалу. Простіше кажучи, нам легше вчитися під музику, яка нам подобається, ніж у повній тиші. Нарешті, музика, як і запахи та смаки, і набагато глибша ніж картини, може викликати далекі спогади.
Хоча це великий парадокс нашого розвитку, ми всі народжуємося з майже вдвічі більшою кількістю нейронів, ніж насправді використовуємо у своєму житті. Як правило, до 8 років наш мозок у великій кількості усуває ці клітини, видаляючи ті, які вважаються непотрібними (у стані «мало використані»). Це, між іншим, тому наймолодших дітей легше та цілеспрямованіше навчати іноземній мові чи музиці. Це як би проектує їхній мозок назавжди. Ці нейрони не підлягають абляції.
Перевага перед неандертальцями
Відколи музика з нами? Найстарішим музичним інструментом, відомим археології, є флейта з кістки сипа, що має 40 тисяч років, знайдена у печері Холе Фельс у Німеччині та описана у 2009 році. Оскільки нічого подібного не було знайдено в печерах, населених неандертальцями, це, можливо, є доказом того, що музика могла дати першому європейському Homo sapiens sapiens стратегічну перевагу над своїми двоюрідними братами. Зрештою, ніщо так не пов’язує людські спільноти, які досі живуть або донедавна жили в племінній формі, як спільна музика, спів і танець.
30 років тому померла Ванда Руткевич.
побачити більше
Першим музичним інструментом, котрий використовували наші предки був звичайно ж голос. Вухо завжди відкрите, отже на відміну від зображення, звуків не можна так легко уникнути. З самого початку — як індивідуального, так і еволюційного — ми також реагуємо на ритм. Ритм тіла матері (наприклад, серцебиття) чує плід і новонароджене дитя, а удари кийками по дереву, які нагадують барабан і плескання в долоні використовували наші прото-мовні предки.
Однією з відмінностей між розвиненим мозком Homo sapiens і мозком людиноподібних мавп є збільшення простору, відведеного для обробки слухової інформації. Так, у інших приматів розмір зорової кори добре корелює з розміром мозку, але у Homo sapiens він менший. На відміну від нього, спостерігається збільшення розмірів інших частин мозку людини, особливо в скроневих частках, в їх хребтовій частині, котрі пов’язані зі слуховим сприйманням мови. Крім того, розширення первинної та асоціативної слухової кори та їх зв’язків передвіщає, як стверджують експерти, перехід до естетики, що опирається на звуках. На думку фахівців, розмовна мова і музика розвинулися з протомови, музичної мови, яка походить від покликів приматів і використовувалася неандертальцями.
Науці на сьогодні цілком зрозуміло, як це є, що ми чуємо звуки. З іншого боку, те, як ми абсолютно по-різному реагуємо на будь-які звуки та на музику, досі інтенсивно досліджують фахівці, наприклад, у психомузикології. Особливо, що сучасній науці зрозуміло, що в Стародавній Греції та Стародавньому Китаї існували дві окремі концепції гармонії. Різне розуміння цього поняття веде до принаймні двох видів естетичної цінності та ідеальності - гармонії в згоді / поєднанні та гармонії в різноманітті. Вухо має лише 3500 внутрішніх рецепторних клітин, які називаються волосковими клітинами. У порівнянні з понад 100 мільйонами фоторецепторів в оці, це прищ. Проте наш мозок сприймає красу все ж абстрактної музики не менш досконало, ніж картини образотворчого мистецтва.
Дивно, що люди довго не знали, в чому сутність звуку. Ми сьогодні це знаємо. Звук, акустична хвиля, — це механічні коливанн речовини, наприклад, повітря чи води, або шматка металу, дерева чи каменю. Щоб ці вібрації були чутними, їх частота повинна бути «акустичною», тобто наприклад ми не будемо чути вібрації з частотою одна за хвилину. З того, що звук є вібрацією виникає можливість його механічного запису (наприклад, на воскові циліндри або аналогові диски), а потім відтворення.
Наше вухо розпізнає звук від частоти 20 коливань за секунду (Гц) до частоти 20 тисяч коливань за секунду (кГц). Звуки високої частоти сприймаються дуже близько до барабанної перетинки. Цю систему можна дуже легко пошкодити. Слух погіршується не тільки з віком, але і через втрату аудіорецепторів в результаті надмірної стимуляції занадто гучними або надмірно інтенсивними звуками, тобто галасом. Так що ми все частіше не можемо чути звуки вище кільканадцяти кГц. Натомість частота дії нейронів це 100 Гц. Як же тоді ми чуємо звуки, які мають незрівнянно більший діапазон частот? Як це передається в мозок і аналізується?
У вусі у нас є спіральна трубка, наповнена рідиною, яка називається равликом - всередині вона містить волоскові клітини. Коли звук потрапляє у вухо, в її структурі виникає резонанс і тільки в одному певному місці. Там утворюється стояча хвиля дуже високої амплітуди, а не стояча хвиля на всій довжині трубки. Тому равлик — волоскові клітини, які в ній містяться — збуджується лише в одному місці, залежно від частоти звуку. Чим вище частота, тим далі розвивається цей резонанс в равлику в напрямку до барабанної перетинки. Саме завдяки цьому фізичному розкладанню звуку на окремі частоти в равлику наш мозок чує музику. І рецепторних клітин не мусить бути мільйони.
Започаткувала… фізику
Під час кількох розмов із професором Варшавського університету д-р габ. Ернестом Олексим Бартніком, я мала нагоду запитати, що таке музика з точки зору фізики. Це саме він описав рівняннями (диференціальне рівняння з частинними похідними) те, як равлик людини працює як «резонатор». Властивості рідини і оболонки, що містяться в ній, є найважливішими. Таким чином, еволюція у випадку людського вуха вибрала орган, який не має властивості металевої трубки, і є, між іншим, джерелом нашого задоволення від слухання музики.
Хоча стародавні греки поняття не мали, що таке звук, вони вміло видобували музику на різноманітних інструментах, а Піфагор уже відкрив математично описову гармонію в нашому «підмісячному світі». Бо він узяв баранячі кишки, які були струнами ліри, повісив їх, обтяжив камінням і визначив, що якщо співвідношення ваг цих каменів є простими числами, то ці звуки «гарно з собою співзвучать». Коли пропорції різні, ми чуємо дисонанс. Відкриття зв’язків навколишньої природи з числами, безсумнівно, є одним із найбільших досягнень людської думки взагалі. Отже, завдяки музиці зародилася фізика як наука.
Як пояснив мені далі професор Бартнік, звук, який видає флейта, орган або скрипка, звучить по-різному, хоча вони можуть мати однакову частоту. Вони відрізняються барвою. Що в цьому такого? Це було відкрито у 18 столітті французьким математиком і фізиком Жаном Батистом Фур’є. І з цією метою він винайшов аналіз Фур’є. Теорема про Ряди Фур’є просто говорить про те, що будь-який періодичний звук (який повторюється) можна розбити на прості звуки. Це означає, що можна, наприклад, до звуку частоти 100 Гц додати трохи звуку частотою 200 Гц, аналогічно 300, 400 і т. д. Чергові кратні основній частоті (так звані гармонійні) і склад цих гармоній визначає барву звуку. Орган дає чистий синусоїдний звук, без будь-яких «гармонічних домішок», а скрипка, навпаки – має їх багато, з високими кратними. Таким чином, вухо можна розглядати як аналізатор Фур’є.
Вухо розкладає, а мозок з’єднує наступні гармоніки, створюючи враження барви інструменту. Вищезгадана тенденція до пошуку звукової гармонії, а не дисонансу, на думку музикознавців, є культурною проблемою. Саме так ми просто напросто вчилися протягом поколінь. Ми могли б сміливо використовувати іншу скалу. Але за словами проф. Бартніка — нісенітниця саме через фізику цього процесу. Також та дудка, знайдена в німецькій печері, яка має 40 тисяч років, вказує на те, що наші предки, все ще дуже грубі, вибирали висоту звуків так, як це описував набагато пізніше Піфагор, - щоб їх частоти були співмірними.
Вони генетично відрізняються один від одного. Чи лише один може бути схильним, наприклад, до раку?
побачити більше
Якщо ми зробимо ряд Фур’є двох звуків, які звучать приємно для нашого вуха в поєднанні (наприклад, do і sol ), то їх гармоніки легко перекриваються, тоді як для дисонансу повстає багато «рядів» звуку, що не накладаються. А прослуховування чогось такого перевантажує мозок. Яким би не був складним, він не витримує ситуації перевантаження інформацією та ускладнень. У музиці ми любимо і цінуємо її простоту...
Так історично створювалися музичні звукоряди – спочатку пентатоніка, а потім відома нам зі школи октава, тобто до, ре, мі, фа, соль, ля, сі, до. Потім його розширили до півтонів, яких у нас 12. Більше не потрібно, тому що вухо має свою роздільну здатність, і менших перепадів частоти звуку воно просто не вловить. Цікаво, що наш мозок постійно порівнює звуки, тобто ми можемо відносно легко чути, що один вищий від другого, але рідко коли буває, що нетренований слух розпізнає абсолютну частоту звуку. Тут виникає парадокс, що люди, народжені з т. зв. абсолютним слухом (1 на 10 000 з нас) бувають немузичними. Хороший музикант роками тренує слух і не потребує абсолютного.
Як із лелекою у «Сексмісії»
Чи існує взірець гарної та красивої музики? За словами проф. Бартніка, у цій матерії існують об’єктивні критерії оцінки. Тож можна науково відповісти на питання: чому ми любимо музику? Як я вже сказала на початку, на відміну від інших мистецтв, музика не тільки не є сьогодні, але й не була давно наслідуванням природи.
. Як розповідав мені проф. Бартнік, у 1970 році компанія PDP випустила свій знаменитий міні-комп'ютер pdp11. Розміром половини холодильника, а не половини приміщення, тобто такий як майже нормальний. Його було легко підключити до різного експериментального обладнання. Коли Річард Ф. Восс і Джон Кларк з Факультету фізики Каліфорнійського університету вирішили перевірити це чудо техніки того часу, вони обрали швидке перетворення Фур’є, тобто алгоритм, який дозволяє для кожного звукового сигналу визначати, які в ньому поєднуються різні частоти. Багато підрахунків на цілу ніч, якщо підключити цю річ до радіопередачі як джерела сигналу для аналізу, і повстає спектр частот під назвою спектограма. Було підраховано, які кореляції цих частот між звуками, що з’являються у часі, т. зв. автокореляції. Так, наприклад, що звучить зараз з тим, що звучало секунду, дві, три, чотири тому.
Наш мозок є досконалим інструментом для вловлювання кореляцій — навіть там, де їх немає — тому що пошук зв’язків насправді може бути одним із джерел сенсу, і, перш за все, він постійно рятує наше життя. Недовірки нехай згадають сцену з «Сексмісії»: коли Максик і Альберчик бачать лелеку, вони розуміють, що нібито отруєним повітрям можна дихати - «якщо він живий, то ми теж зможемо». Тому наш мозок шукає кореляцію в кожному сигналі, включаючи звуковий сигнал. Коли сигналів немає, нам не подобається сигнал і на довше навіть мучить. Коли вони короткотривалі (як у звуках природи - згадаймо, наприклад, шум морських хвиль) - це нас стомлює і присипляє, бо мозок сприймає це як тип фону.
Отже чи нас дивує, коли виявиться, що наступного ранку дослідники з Каліфорнії побачили неочікувану для них півстоліття тому, але цілком очевидну з нашої перспективи сьогодні діаграму звуків з нічної музичної програми на радіо? На ній конкретний сигнал (звук) співвідносився з усіма попередніми моментами, і чим далі в часі, тим слабшою була ця кореляція, але вона існувала. Цей тип автокореляції характеризується лише мовою і музикою (хоча з тієї «експериментальної» сучасна не вся). Це улюблена їжа нашого мозку. У нього є «бойове завдання», але воно не враджає його, ані не є занадто простим, а тому нудним. Завдання було зрозумілим, а час від часу траплялося щось несподіване.
Чи помічали ми, що коли співаємо навіть найпростішу пісню, то інтуїтивно знаємо, що вона не закінчиться після першого рядка, і навіть знаємо, як закінчити другий? Наш мозок почав у до мажор, тому хоче закінчити у до мажор. І про це йде мова. Хочу зазначити, що за словами проф. Бартніка (і великої групи музикознавців), тільки музика, яка в аналізі Фур’є дає таку діаграму, яка з’явилася одного ранку з pdp11 в лабораторії Восса і Кларка, має шанс бути хорошою музикою – приємною на слух і не нудною. Чи виявиться хорошою остаточно – вирішать музичні критики.
Отже не існує досконалої ідеї музики, до якої зближаються менші або більші композитори і виконавці, тільки наш мозок розвинувся у бік обожнювання кореляції і буття аналізатором Фур'є немалого класу. Тому йому подобається музика. І тому, коли слухає, навіть не знаючи певного твору, відчуває, коли музикант чи співак фальшивить.
Happy birthday to you…
Людей можна сприймати як виняткових через їхні мовні та музичні уміння, але є аспекти нашого сприйняття музики, які еволюціонували, тому ми ділимося ними з іншими видами. І це не історія про диски з Моцартом, записані так, щоб заспокоїти німецькі вівчарки, чи про тварин, що танцюють у цирку «під дудку», і навчених цього завдяки зовсім іншим стимулам, тільки про серйозну науку. Спосіб, яким багато птахів повідомляють своїм партнерам про своє бажання продовжити вид, часто звучить для нас музично і називається співом, котрий зрештою еволюціонував незалежно в кількох пташиних лініях, доводять сучасні дослідження. Тому деякі види птахів і ссавців, включаючи шимпанзе, морських левів, какаду та інших папуг, сприймають зміни частоти акустичної хвилі. І на цьому було б усе. Тварини не можна назвати музичними, що зрештою створює чимало клопоту режисерам фільмів, де тварина за сценарієм має вити до мелодії або рухатися в її ритм.
