Текст книги "Музыка и мозг"

Проблема частот и гармонии, «восходящих не полностью», как мы обсудили ранее, известна давно. Попытки настроить расстояние между тонами гаммы предпринимались за сотни лет до нашей эры. Первым композитором, сочинявшим музыку с 12-тоновой гаммой, вероятно, был Винченцо Галилей (1520–1591), отец астронома Галилео Галилея. Однако вплоть до эпохи барокко, а именно до Иоганна Себастьяна Баха, эта гамма не получила широкого распространения. Можно было настроить инструмент слегка фальшиво, чтобы на нем было легче играть, но долгое время считалось, что такой метод идет наперекор божьей воле, словно искажая идеал. Бах высказался по этому поводу, написав произведение «Хорошо темперированный клавир», состоящее из 24 прелюдий и фуг – по одной в каждой тональности. Он продемонстрировал, что преимущества темперированной гаммы сильно превосходят недостатки настроенных слегка «нечисто» отдельных тонов. Это была долгая и непростая битва – о ней можно прочитать в книге Стюарта Исакоффа «Музыкальный строй. Как музыка превратилась в поле битвы величайших умов западной цивилизации» (Temperament: How Music Became a Battleground for the Great Minds of Western Civilization)[3]3
  Исакофф С. Музыкальный строй. Как музыка превратилась в поле битвы величайших умов западной цивилизации. – М.: Corpus, 2016.


[Закрыть].

Как мы уже говорили, существуют гаммы, где тонов больше или меньше, чем в 12-тоновой. Весьма часто используется пентатонический звукоряд. Он состоит из пяти интервалов – как если бы мы играли только на черных клавишах пианино – и применяется во всем мире. Его можно обнаружить в народной музыке, джазовых, блюзовых и поп-композициях. В определенном смысле его можно рассматривать как «оголенную» версию 12-тоновой гаммы, содержащую только самые консонансные (созвучные) тоны. Но беднее гамма от этого не становится – послушайте удивительный «Этюд на черных клавишах» Фридерика Шопена (Этюд, Оп. 10, № 5), и вы сами в этом убедитесь!

Наше восприятие гармонии или дисгармонии – являются два или три тона для нас консонантными или диссонантными – во многом зависит от обертонов. Как мы уже говорили, обертоновые ряды для двух тонов, расположенных с разницей в октаву, практически полностью перекрывают друг друга. У квинты, например до – соль, обертоновые ряды тоже во многом совпадают. Как и у терции, например до – ми. Эти комбинации тонов дают довольно аккуратную и простую схему частот. Мозг воспринимает их как созвучные, поскольку их обертоновые ряды совпадают настолько сильно, что тоны почти не воспринимаются нами как полностью независимые – скорее, как два тона, составляющих единое целое. Обертоновые ряды расположенных близко друг к другу тонов, например нот до и ре, практически не имеют совпадений. Когда эти тоны звучат одновременно, мы воспринимаем их как диссонансные.

У мозга есть некоторые предпочтения, и это подтверждают исследования, изучавшие среди прочего мозговую активность в момент, когда человек слышит консонансные и диссонансные интервалы. В исследовании, которое проводила группа мексиканских ученых (под руководством Гонсалеса-Гарсии), испытуемых просили пропеть консонансные интервалы (квинты) и диссонансные (септимы). Во время пения диссонансных интервалов у испытуемых значительно возрастала активность нейронной сети, анализирующей внешние звуковые стимулы и корректирующей движения мышц. Объясняется это следующим образом: чтобы пропеть диссонансные интервалы, нам приходится подстраивать под них свои «природные» певческие интервалы – консонансные. Множество исследований показали, что даже маленьким детям консонансные интервалы нравятся больше. Исследование, проведенное группой финских ученых (под руководством Вирталы), показало, что новорожденные обрабатывают консонансные аккорды иначе, чем диссонансные. Вероятно, у нас есть врожденная способность различать интервалы между тонами с совпадающими обертоновыми рядами и прочие интервалы. Такой способностью обладают и другие виды живых существ (например, обезьяны и птицы), что подтверждает факт, о котором мы говорили ранее: системе последовательного анализа в мозге легче сгруппировать консонансные скачки тона.

За консонансными интервалами (в отличие от диссонансных) следуют синхронные импульсы в слуховом нерве. Как показало исследование, проведенное Бидельманом и Кришнаном, уже на уровне ствола головного мозга (то есть еще до слуховой коры) консонансные интервалы между тонами кодируются быстрее, чем диссонансные. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Neuroscience в 1999 году, выраженно диссонансные аккорды и аккордовые ряды активируют зоны мозга, отвечающие за реакцию на боль и неприятные ощущения. Во время прослушивания выраженно диссонансных аккордовых рядов некоторые испытуемые жаловались на тошноту и физический дискомфорт.

Музыка состоит не только из звуков и гармоний, ее ядро – мелодия. Мелодия – ряд тонов с различной продолжительностью, высотой и акцентом, образующих узнаваемую (и благозвучную) структуру. Хорошая мелодия может принести хороший доход. По неподтвержденным данным, Майкл Джексон купил права на 251 мелодию The Beatles на аукционе в 1985 году за 50 миллионов долларов – он был уверен, что это выгодная покупка. В отличие от других составных частей музыки – связного ритма или особой гармонии – на мелодию можно получить права. Неудивительно, что люди с незапамятных времен искали рецепт: как создать мелодию, которая будет идеальной.

Леонард Коэн поет об этом в песне «Hallelujah» («Я слышал тайный аккорд, / Давид играл, и радовался Господь, / Но тебе ведь не слишком интересна музыка, правда? / Льется мелодия, / Кварта, / Квинта, / Минор, мажор, / Смущенный король пишет песню: / Аллилуйя»). Формально секрет создания идеальной мелодии не раскрыт, но большинство популярных мелодий обладают определенными характеристиками. О некоторых из них пианист и научный журналист Роберт Журден упоминает в своей книге «Музыка, мозг и восторг: Как музыка захватывает наше воображение» (Music, The Brain, and Ecstasy: How Music Captures Our Imagination). По его мнению, мелодия, являющаяся потенциальным хитом, отвечает некоторым базовым требованиям. В теории существует рецепт создания хита:

● Почти все ноты мелодии должны принадлежать семитоновой гамме, в которой мелодия написана, а оставшиеся хроматические тоны должны находиться в неакцентированных– или не подрывающих основную гармонию – позициях.

● Большинство идущих друг за другом нот должны быть чуть выше или ниже предыдущих. Тогда в мелодии будет совсем немного скачков тона, а крупные скачки вообще будут очень редки.

● Одна и та же нота не должна повторяться слишком часто. Это позволит избежать монотонности.

● Каденции, или гармонические обороты, должны идти одновременно с ритмической акцентуацией.

● Ритмическая акцентуация должна усиливать контур мелодии так, чтобы мелодия меняла направление в самый важный момент с точки зрения ритма.

● Мелодия должна достигать своего низшего и высшего тона лишь в одной точке, при этом самый высокий тон (например, седьмой тон гаммы) не должен по своей природе стремиться вверх.

● Скачки тона должны всегда оканчиваться на одном из семи основных тонов, а не на хроматическом.

● И еще мелодия не должна делать скачок с хроматического тона, иначе диссонанс создаст напряжение, которому потребуется разрядка, а не возрастающее напряжение, создаваемое скачком.

Если проанализировать известные удачные мелодии, выяснится, что в целом в них соблюдаются все эти правила. К сожалению, во время создания мелодии четкие правила только мешают, а когда надежный рецепт просто необходим, разочароваться слишком легко. С помощью правил можно понять, что мелодия получается не слишком хорошей, но, к сожалению, нельзя со 100 %-ной вероятностью создать удачную мелодию.

Понять, как и где в мозге происходит обработка высоты тона, тембра, мелодии и гармонии, оказалось непросто, ведь результаты исследований напрямую зависят от выбранных методов. Довольно сложно выстроить эксперимент так, чтобы можно было как следует рассмотреть, каким образом мозг анализирует лишь один из перечисленных элементов. Кроме всего прочего, это нужно сделать так, чтобы музыка во время эксперимента не оказалась слишком своеобразной и не отличалась чересчур сильно от той, которую мы обычно слушаем. Когда мы слушаем музыку, все процессы протекают одновременно и перекрывают друг друга, поэтому их сложно отделить друг от друга. Вдобавок оказалось, что продолжительные занятия музыкой и разные способы ее слушать заставляют нас обрабатывать музыку чуть по-другому. Например, у большинства, как мы уже говорили, высоту тона анализирует зона слуха правого полушария, а у многих музыкантов часть этих функций берет на себя левое полушарие. Неизвестно, снижается ли при этом активность с правой стороны – возможно, лишь возрастает активность левого полушария. Однако индивидуальные различия и разный уровень музыкальной подготовки приводят к тому, что результаты у разных испытуемых различаются довольно сильно и их сложно истолковать.

В целом большинство исследователей соглашается с тем, что высоту тона, тембр и гармонию главным образом анализируют некоторые отделы височной доли и слуховая зона правого полушария (у нее есть своего рода пристрастие к пространственным явлениям и анализу), в то время как левое полушарие работает при сборе информации во времени, объединяя ноты в мелодии и ритмы, а также анализируя протяженные гармонии и структуры. Об этом мы еще поговорим в следующих главах.

Ритм

Представьте себе карнавал в Рио-де-Жанейро: барабаны, томные ритмы и самба. Или концерт группы Deep Purple: фанаты скачут в такт музыке. Или деревню в Кении: яркие барабанные ритмы и танцы. Ритмичная музыка подталкивает к действию и во многом воспринимается на физическом уровне. Ноги и/или голова сами по себе начинают двигаться ей в такт. Дыхание, пульс и движения синхронизируются с ритмом на бессознательном уровне: человек сливается в одно целое как с музыкой, так и с другими слушателями или танцорами – и может даже войти в состояние транса. С самого момента возникновения музыки как искусства и до появления современного жанра транс ритм был связан для человека с ритуалами и религиозными церемониями. Ницше описал это предельно точно: «Мы слушаем музыку всеми нашими мышцами».

Ритм и темп тесно связаны с движением. Поэтому не так уж и странно, что при прослушивании ритмичной музыки активируются те мозговые структуры, которые отвечают за движение и моторику. Но сперва давайте вернемся назад и вспомним, что ритм в своей простейшей форме – это равномерно повторяющиеся в течение какого-то периода времени группы звуков. Чтобы узнавать ритм, у мозга должно быть представление о времени и он должен запоминать звуковые частоты одновременно с их воспроизведением. Только так он сможет узнавать повторения группы звуков в режиме реального времени. Но, чтобы разгадать загадку ритма, сначала нужно разобраться с восприятием времени и памятью – а у этих явлений есть свои тайны. И оба эти явления пока остаются загадкой для ученых.

Итак, начнем с чувства времени. Мы воспринимаем время весьма субъективно. Когда нам хорошо, мы говорим, что оно «летит», когда нам скучно, оно тянется ужасно медленно.

Зато когда мы вспоминаем прошлое, все в точности до наоборот. Если в январе и феврале случилось много всего, Рождество кажется очень далеким событием, хотя прошло всего два месяца. А если за это время, наоборот, не произошло ничего особенного, у нас создается ощущение, что Рождество было совсем недавно. Многие также считают, что в детстве время текло медленнее.

Три года в начальной школе длились целую вечность, а молодость каждый из нас со временем начинает воспринимать как значительный этап, хотя на самом деле она составляет лишь небольшую часть жизни. Может показаться, что память сравнивает все, что случилось с нами в последнее время, с событиями прошлого, которые в ней хранятся. Потому 70-летний человек не помнит практически ничего о последней неделе, хотя помнит очень многое о том, что он пережил ранее. Для трехлетнего ребенка, напротив, неделя составляет довольно значительную часть жизни – и время, по его ощущениям, идет медленнее. Год для него составляет треть всей жизни. А для 70-летнего человека год жизни – это лишь семидесятая ее часть. По математическим подсчетам, середина жизни – если говорить субъективно – приходится примерно на 17 лет. Большинству из нас даже страшно о таком подумать.

К счастью, для восприятия времени математика нам не нужна. Но есть еще одно объяснение, почему ход времени ускоряется с возрастом. На его восприятие накладывают отпечаток эмоции. Например, эмоционального человека мы будем помнить дольше, чем спокойного, даже если в реальности мы смотрели на обоих одинаково долго. Также доказано, что восприятие времени неодинаково у людей, говорящих на языках, принадлежащих разным языковым группам. Ваш родной язык – будь то китайский или английский – тоже влияет на внутренние часы.

На восприятие времени влияет и музыка. Был проведен следующий эксперимент: в приемном отделении периодически ставили музыку. Хотя время ожидания врача было совершенно одинаковым, для тех пациентов, которые слушали музыку, оно показалось более коротким, чем тем, кто ждал в тишине. Еще один эксперимент продемонстрировал, что восприятие времени не зависит от самой музыки, а третий, напротив, показал, что с веселой музыкой время ожидания идет быстрее, чем с грустной, хотя музыкальные произведения длились одинаковое время.

Даже самые простые движения – например, поднять руку или пошевелить пальцем – в действительности очень сложны. Все движения требуют синхронного последовательного сокращения мышц, а также расслабления мышц-антагонистов, выполняющих движение в противоположном направлении. Исходя из ответной реакции сенсоров в мышцах и суставах, мозг корректирует и оптимизирует движение в соответствии с его целью. Для этого, естественно, он должен правильно рассчитать время. В какой-то степени восприятие времени и движение могут рассматриваться как две стороны одного и того же мозгового процесса. Психолог Уильям Джеймс еще в 1890 году предположил, что для мозга время – это скорее эмоциональное впечатление, а не физическая величина. Так он начал дискуссию о центре времени в мозге и поиск мозговых структур, отвечающих за чувство времени. В нас встроены различные биологические часы – циркадные ритмы, менструальный цикл и многие другие, но наука пока не обнаружила в мозге зону, которая выполняет общую «часовую функцию» и способна измерять время, подобно наручным часам или компьютеру. Но исследования мозга с помощью фМРТ, ПЭТ и прочих технологий визуализации, во время которых испытуемые выполняли разные задания, связанные со временем, показали, что за последовательные движения отвечают несколько мозговых структур – и они в том числе отслеживают время.

Мозжечок (cerebellum), если говорить упрощенно, отвечает за плавность, контроль и координацию движений. Но двигаться нас заставляет не он, а высшие отделы нервной системы, а именно теменная доля коры мозга. Затем сигнал отсылается в мозжечок – он точно рассчитывает активность наших мышц, последовательность действий и временные интервалы. Для этого он должен очень хорошо уметь измерять время. Если нам, например, нужно держать ровный ритм, топая ногой или хлопая в ладоши, именно мозжечок рассчитывает время между сокращениями мышц.

Базальные ганглии – это скопления нейронных ядер в глубине мозга, необходимые для планирования и инициирования как простых движений, так и сложных моторных программ. Базальные ядра тоже хорошо умеют измерять время. Пациенты, у которых они пострадали в результате травм или болезней, кроме проблем с выполнением движений имеют также трудности с отсчетом времени. Особенно ярко это выражено у тех, кто страдает болезнью Паркинсона. Заболевание ведет к разрушению вырабатывающих дофамин нервных клеток в срединном мозге – в той части базальных ганглиев, которая называется «черная субстанция» (substantia nigra). Свое название она получила благодаря содержащемуся в ней мелатонину – пигменту, который окрашивает нашу кожу в коричневый, когда мы загораем. Клетки, вырабатывающие нейромедиатор дофамин, исчезают, и в результате возникает нехватка дофамина в полосатом теле – одном из ядер базальных ганглиев. Болезнь приводит и к двигательным проблемам – движения больных становятся медленными и неритмичными. Когда врачи проверяют способность пациентов с болезнью Паркинсона измерить время, например просят их оценить длину разных временных интервалов исходя из внутренних ощущений, выясняется, что короткие интервалы они скорее оценивают как длинные, а длинные – как короткие. Однако картина меняется, если пациенты принимают лекарства, стимулирующие выработку дофамина, – их движения нормализуются. Тот факт, что нейромедиатор дофамин важен для восприятия и обработки времени, доказан также экспериментами с людьми, употребляющими амфетамин. Амфетамин повышает уровень дофамина в мозге, и из-за этого человеку кажется, что время течет быстрее. Медикаменты, которые снижают уровень дофамина в мозге, дают противоположный эффект: людям, принимающим их, кажется, что время идет медленнее. Речь идет, например, о некоторых антипсихотических лекарственных средствах, применяемых для подавления галлюцинаций.

Ритм состоит из повторяющихся звуковых единиц – например, раз-два-три, раз-два-три, раз-два-три у вальса или раз-два-три-четыре, раз-два-три-четыре у марша. Чтобы почувствовать ритм, нужно, помимо всего прочего, измерять временные интервалы и запоминать их. Необходимо запоминать удары и интервалы между ними, чтобы узнавать их и предугадывать следующие. Именно благодаря ожиданию следующего удара мы чувствуем, как пульсирует музыка, и у нас на интуитивном уровне появляется желание двигаться в ее ритме.

Для того чтобы предсказать событие, нужно пережить нечто подобное в прошлом и, кроме того, помнить об этом. Следовательно, память – это предпосылка для умения предугадывать, планировать и предвкушать. Наш мозг как биологическую систему прошлое не очень-то интересует. Для него главное – это выживание. Естественно, в процессе эволюции умение предугадать грядущие события дает преимущество для принятия верных решений и выживания. Главный смысл памяти состоит в том, что благодаря ей мы способны предсказывать будущее. Мы храним воспоминания о том, что с нами произошло, чтобы использовать их в похожих ситуациях – и не важно, произойдет это через две секунды или 20 лет.

Как верно заметила Королева в ставшей классикой детской книжке Льюиса Кэрролла «Алиса в Зазеркалье», «это плохая память, которая работает только назад»[4]4
  Перевод В. Азова.


[Закрыть]. Хорошая же память работает в обе стороны. Во время наблюдений за активностью мозга с помощью фМРТ пациентов просили о чем-то вспомнить, например о прогулке на лодке или об отдыхе на пляже, и представить такое же событие в будущем. Реакция организма была поразительно похожей в обоих случаях. Признаком активности были вспышки в области гиппокампа глубоко в височной доле. Гиппокамп – это библиотекарь мозга. Он распределяет информацию между кратковременной и рабочей памятью. Что-то уходит в долговременную память, а что-то туда не попадает. Пациенты с повреждениями гиппокампа в обоих полушариях головного мозга – например, после инсультов некоторых видов или черепно-мозговых травм – теряют способность накапливать новые воспоминания.

Гиппокамп получил свое название от греческого слова со значением «морской конек» по причине внешнего сходства с этим необычным морским существом. Эта часть мозга имеет важнейшее значение для пространственной памяти и хранения новых воспоминаний.

Они помнят большую часть своей жизни до того, что с ними произошло, и не теряют навыков или полученных ранее знаний, но не могут переносить воспоминания из рабочей памяти в долговременную. Если, например, поздороваться с таким человеком, выйти из комнаты на минуту, а затем вновь войти, он снова поздоровается с вами, как будто вы еще не виделись.

Такие пациенты не помнят, что было вчера, на прошлой неделе или час назад, но они ведут себя совершенно адекватно. Они в состоянии поддерживать беседу о том, что было с ними раньше, но в каком-то смысле их жизнь остановилась. Живут они только сегодняшним днем. Одним из пациентов Гейра Ульве Скейе был водитель грузовика. У него был поврежден гиппокамп в обоих полушариях мозга и кратковременная память полностью отсутствовала. Вот что Гейр рассказывает о нем: «Я никогда его не забуду, но он меня не помнит, хотя долгое время мы виделись по несколько раз в день. Но работать он мог! Перед работой жена выдавала ему подробные памятки. И он доставлял все заказы!»

Гиппокамп расположен в обоих полушариях мозга, в височной доле. Он разделен на две половинки – по одной в каждом полушарии.

Но бывает и наоборот – все воспоминания о том, что происходит с человеком, безо всякой сортировки переходят прямиком из рабочей памяти в долговременную. Для человека это зачастую очень мучительно и мешает его нормальной деятельности. Память сохраняет все произошедшее, в том числе ежедневные рутинные занятия и тривиальные события, – это мешает и усложняет процесс отделения важного от неважного.

Такую неселективную память имеют некоторые пациенты с расстройствами аутистического спектра. Некоторые из них могут запомнить все телефонные номера со страницы справочника, посмотрев на нее в течение нескольких секунд, или в деталях пересказать события одного дня 20-летней давности. Способности впечатляют, но они не слишком функциональны. Примером человека с такой памятью является Соломон Шерешевский (1886–1958), о котором нейропсихолог Александр Лурия рассказал в «Маленькой книжке о большой памяти»[5]5
  Лурия А. Маленькая книжка о большой памяти (Ум мнемониста). – М.: Эйдос, 1994.


[Закрыть]. У Шерешевского была невероятная память, но счастья ему это не принесло. Совсем наоборот: пытаясь забыть хотя бы что-то, он в деталях записывал воспоминания на клочках бумаги, а потом сжигал в надежде, что это поможет от них избавиться.

К счастью, большинство из нас запоминает далеко не все происходящее и вовсе не так точно. Каждый раз, когда мы достаем воспоминание из памяти, оно слегка меняется. В действительности же мы воссоздаем воспоминание каждый раз, когда обращаемся к нему, – похожим образом мы думаем и о будущем. Вот почему так легко заставить человека помнить не то, что происходило на самом деле. Одновременно с этим такое свойство памяти приносит немало пользы. Ведь память нужна нам для того, чтобы прогнозировать будущее, а потому полезно постоянно совершенствовать более ранние воспоминания в соответствии с поступающей в мозг новой информацией. Так воспоминания пожилых людей приобретают релевантность и ценность в новых ситуациях. Детали воспоминаний постепенно стираются, поэтому мы лучше помним главное из того, что с нами происходило. Вообразите себе, например, воспоминание о прослушивании вступления к Пятой симфонии Бетховена. Вероятно, впервые вы услышали это произведение в оригинальной аранжировке в исполнении симфонического оркестра. Постепенно в воспоминании блекнет состав оркестра (были ли в нем литавры? а скрипки?), время (слышали ли вы симфонию по радио, когда еще учились в начальной школе?) и место (радио на кухне или концертный зал?). С вами остается только самая важная информация: мелодия и ритмика первого отрывка: «Та-та-та-та!» Селективная память устроена очень разумно, поскольку дает возможность узнать произведение даже в исполнении оркестра с другим составом, в иной тональности и контексте и даже посреди пьесы в стиле рок или хаус. То же касается других мелодий и музыкальных произведений: мы забываем детали, чтобы нам было проще распознать информацию в новом контексте. Забывать иногда весьма полезно – и в музыкальном плане тоже!