Текст книги "Good Vibrations. Музыка, которая исцеляет"

Музыка и речь с точки зрения мозга

Рие Мацунага – музыковед из Японии – несколько лет стажировалась в нашей исследовательской группе. Меня тогда заинтересовало ее имя, потому что оно начиналось с буквы «Р», а большинство японцев не выговаривает ее. Выходит, что сами японцы называют ее Лие, а не Рие? Когда я спросил ее об этом, она недоуменно посмотрела на меня. Похоже, она не поняла сути моего вопроса даже после того, как я повторил его. Лишь некоторое время спустя до меня дошло: дело не в том, что японцы не выговаривают звук «Р», а в том, что «Р» и «Л» звучат для них одинаково. Когда я поинтересовался у Рие, неужели она действительно не слышит разницы между «Лие» и «Рие», она утвердительно кивнула головой.

Даже если это нам кажется само собой разумеющимся, обработка звуков речи, языка в целом и музыки относится к числу поразительных способностей мозга. Как ни странно, область взаимного перекрытия областей мозга, отвечающих за обработку музыкальной и речевой информации, очень велика. Она отражает тесное переплетение эволюционных корней речи и музыки. На первых стадиях мозг обрабатывает звуки речи и музыки практически одинаково. Это объясняется тем, что речь и музыка с чисто акустической точки зрения несут в себе одну и ту же информацию: и для тех, и для других звуков основными характеристиками являются диапазон частот и громкость. Поэтому звук скрипки похож на звук «и», фагота – на «о», тарелок – на «ц», а кастаньет – на «к». Таким образом, инструменты могут издавать звуки, схожие со звуками речи, а некоторые певцы, к примеру, Бобби Макферрин и Том Там, способны голосом имитировать звуки инструментов.

Каждый гласный звук является музыкальным. Акустические отличия между разными гласными зависят только от интенсивности обертонов (называемых в фонетике формантами). Акустические различия между гласными порой настолько незначительны, что требуется незаурядный музыкальный слух, чтобы расслышать их. Немцы без труда различают произношение «u» и «ü», «o» и «ö», а вот те, кто говорит на языках, для которых не свойственны подобные звуки, порой не может ни выговорить их, ни различить на слух. Или взять звук в норвежском языке, обозначаемый буквой «у». Он произносится как нечто среднее между немецким «i» и «ü». Даже мне как музыканту трудно уловить на слух разницу между «i» и норвежским «у» (хотя музыкантам это дается легче)[22]22
  Kempe, V., Bublitz, D., & Brooks, P. J. (2015): Musical ability and non-native speech-sound processing are linked through sensitivity to pitch and spectral information, British Journal of Psychology, 106 (2), S. 349–366.


[Закрыть]. Тот факт, что норвежские немузыканты с легкостью выговаривают и различают на слух свое «у», а немецкие немузыканты не испытывают проблем в различении «о» и «ö», говорит о том, насколько восприимчив человек к звукам, даже если он не имеет отношения к музыке. Тот, кто способен нормально говорить, но при этом считает себя немузыкальным человеком, просто недооценивает свои поразительные слуховые способности.

Вообще-то маленькие дети четко подмечают и воспринимают разницу между всевозможными звуками речи. Лишь в девятимесячном возрасте они настолько привыкают к своему родному языку, что различия в звуках других языков начинают восприниматься ими все слабее[23]23
  Kuhl, P. K., Stevens, E., Hayashi, A., Deguchi, T., Kiritani, S., & Iverson, P. (2006): Infants show a facilitation effect for native language phonetic perception between 6 and 12 months, Developmental Science, 9 (2), F13– 21.


[Закрыть].

Акустические признаки согласных звуков представляют, как правило, сочетание частотных характеристик, затухания или нарастания громкости и продолжительности. Таким образом, согласные по своей структуре сложнее гласных, но по своим характеристикам мало чем отличаются от звуков музыки. Пользуясь этими характеристиками, мы можем, к примеру, различить звук малых тарелок хай-хэт («тс-с-с») и большой тарелки («тщ-щ-щ»), звучание гитарной («ди-и-и») и скрипичной струны («ни-и-и»).

Ввиду того, что звуки речи и музыки с акустической точки зрения несут одинаковую информацию, наш мозг на первой стадии обработки практически не делает различий между ними. Если отвлечься от отдельных звуков, то речь в целом также имеет общие черты с музыкой. Последовательности из нескольких речевых звуков – т. е. слова и фразы – создают речевую мелодию, благодаря которой мы можем отличить вопрос от ответа. Кроме того, в речи создается ритм, который облегчает ее восприятие. Важны и смысловые ударения, позволяющие лучше понять содержание. Благодаря им мы различаем фразы «ПЕТЕР играет на скрипке» и «Петер играет на СКРИПКЕ». Основываясь на эмоциональной окраске звучания, мы можем определить настроение говорящего. Мелодия, ритм, ударение, интонация – это общие характеристики и музыки, и речи. Неудивительно, что мозг обрабатывает музыку и речь отчасти в одних и тех же своих структурах.

Музыкальные аспекты речи важны для детей при освоении языка. Для них (и особенно младенцев) поначалу важно даже не то, что им говорят и что говорят (или лепечут) они сами, а то, как все это говорится, т. е. музыкальная сторона речи. Им еще только предстоит понять, что звуки речи обладают определенным смыслом.

Между тем новорожденные обладают поразительными способностями распознавания речи. На последних неделях беременности плод слышит разговор и пение матери (а также музыку, которую она слушает). Правда, частотный диапазон подвержен сильной фильтрации, но плод запоминает звуки голоса матери и после родов может отличить ее на слух от других женщин[24]24
  DeCasper, A. J., & Fifer, W. P. (1980): Of human bonding: Newborns prefer their mothers’ voices, Science, 208 (4448), S. 1174–1176.


[Закрыть]. Новорожденные могут даже отличить язык, на котором говорила мать во время беременности, от других языков. Например, если у матери родной язык английский или испанский, то младенец сразу же после рождения способен распознать, говорят ли другие женщины по-английски или по-испански[25]25
  Moon, C., Cooper, R. P., & Fifer, W. P. (1993): Two-day-olds prefer their native language, Infant Behavior and Development, 16 (4), S. 495–500.


[Закрыть].

Младенцы узнают голоса и языки по тембру, мелодии и ритму. Это становится возможным только благодаря поразительным музыкальным способностям, с которыми они появляются на свет. Именно эти способности помогают нам в детстве осваивать речь. Мы, взрослые, прислушиваемся в основном к содержательной стороне сказанного и пропускаем мимо ушей всю музыку, которая содержится в речи. Эту музыку мы слышим лишь, когда кто-то говорит на иностранном языке.

На более высоких ступенях обработки информации, там, где мозг определяет построение фразы и ее значение, также частично задействуются одни и те же нейронные ресурсы для речи и музыки. Мы выяснили, что электрические импульсы мозга в ответ на необычные аккорды отчасти возникают в той части лобной доли мозга, которая в левом полушарии носит название центра Брока́ (рис. 1)[26]26
  Maess, B., Koelsch, S., Gunter, T. C., & Friederici, A. D. (2001): Musical syntax is processed in Broca’s area: an MEG study, Nature Neuroscience, 4 (5), S. 540.


[Закрыть]. Эта область мозга стала в свое время одной из первых, которую наделили особой функцией. В 1861 году невролог Поль Брока́ обнародовал историю болезни одного пациента, которого он называл месье Тан. Этот пациент способен был произносить только один слог: «Тан». Вместе с тем он относительно свободно понимал речь окружающих. После смерти пациента врач исследовал его мозг и обнаружил, что часть левой фронтальной коры повреждена в результате инсульта. Сегодня эту область называют центром Брока, а нарушение речи после инсульта, при котором пациент лишается возможности говорить, но понимает обращенную к нему речь, носит название афазии Брока. Этот центр представляет собой ядро речевых структур мозга. Долгое время считалось, что его функции ограничены исключительно речью. Но наше исследование показало, что в круг его «интересов» входит и музыка. Это было первое функционально-нейроанатомическое свидетельство того, что музыка и речь отчасти обрабатываются одними и теми же сетевыми структурами мозга.

Рис. 1. Речевые и музыкальные структуры мозга. Слева – классическая речевая структура левого полушария с двумя речевыми областями: центром Брока и зоной Вернике. В обработке речевой информации задействованы и другие области слуховой коры. Справа – аналогичные области в правом полушарии обрабатывают музыкальную информацию. Правда, музыка частично обрабатывается в «речевой сети» левого полушария, а речь – в «музыкальной сети» правого полушария. Таким образом, это не две отдельные структуры, а скорее одна «музыкально-речевая сеть», которая занимается обработкой как речи, так и музыки.

Помимо изучения электрических сигналов мозга, я в то время провел и эксперимент с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Этот метод позволяет чрезвычайно точно определить, какие структуры мозга проявляют особую активность. Я хорошо помню тот день, когда мы впервые рассматривали результаты эксперимента вместе с руководителем отдела неврологии Института Макса Планка Ивом фон Кармоном. Я вывел все результаты на монитор компьютера. Кармон вошел в кабинет, взглянул на экран и сразу сказал: «А, речевой эксперимент!». Изображение на мониторе было настолько похоже на данные эксперимента по изучению речи, что у него сразу возникло это предположение. Когда я сообщил о его заблуждении, он был настолько заинтригован, что едва мог оторваться от монитора, и наше обсуждение затянулось надолго, что я, будучи слушателем докторантуры, воспринял как большую честь.

По результатам исследования на фМРТ было видно, что необычные аккорды вызывали активизацию в центре Брока, а также в зоне Вернике (рис. 1). Невролог Карл Вернике спустя несколько лет после Брока описал пациентов, которые демонстрировали полную противоположность афазии Брока: они не понимали обращенной к ним речи, но могли говорить, хотя сказанное ими не имело смысла. После смерти у этих пациентов было обнаружено повреждение верхней височной извилины, а также прилегающих областей височной и теменной долей мозга. Таким образом, зона Вернике – это еще одно ядро речевых структур мозга. Именно оно было четко заметно на снимках фМРТ по итогам моего музыкального эксперимента (правда, чуть сильнее в правом полушарии мозга, чем при речевых экспериментах, где активизация более заметна в левом полушарии)[27]27
  Koelsch, S., Gunter, T. C., von Cramon, D. Y., Zysset, S., Lohmann, G., & Friederici, A. D. (2002): Bach speaks: A cortical language-network serves the processing of music, Neuroimage, 17 (2), S. 956–966.


[Закрыть]. Следовательно, эта структура, помимо речи, обрабатывает и музыкальную информацию или, другими словами, музыкальные центры мозга обрабатывают попутно и речь.

В Гарвардской медицинской школе в Бостоне я совместно с Готтфридом Шлаугом проводил похожий эксперимент на фМРТ с участием взрослых и десятилетних детей[28]28
  Koelsch, S., Fritz, T., Schulze, K., Alsop, D., & Schlaug, G. (2005): Adults and children processing music: an fMRI study, Neuroimage, 25 (4), S. 1068–1076.


[Закрыть]. Мы обнаружили активизацию областей мозга, очень схожую с той, что была получена в предыдущих исследованиях: необычные аккорды активизировали в обеих группах как музыкальные, так и речевые структуры (опять-таки несколько сильнее в правом полушарии). Эти результаты продемонстрировали, что и у детей школьного возраста музыкальная и речевая информация частично обрабатывается в одних и тех же структурах мозга.

Вместе с группой ученых во главе с Даниэлой Перани я установил, что даже у новорожденных музыка вызывает активность в речевых центрах[29]29
  Perani, D., Saccuman, M. C., Scifo, P., Spada, D., Andreolli, G., Rovelli, R…. & Koelsch, S. (2010): Functional specializations for music processing in the human newborn brain, Proceedings of the National Academy of Sciences, 107 (10), S. 4758–4763.


[Закрыть]. В ходе экспериментов малышам проигрывалась классическая музыка, в которую были внесены некоторые изменения. В частности, через каждые несколько тактов происходила смена тональности или включались диссонирующие звукосочетания. Из-за этого трудно было определить тонику, тот самый «главный устой» произведения (например, в тональности до мажор это нота до). Пока новорожденные слушали музыку, проводилось сканирование их мозга (большинство детей в это время спали). В тех местах, где в музыку были внесены изменения, отмечалась более сильная активизация центра Брока. Вероятно, дети пытались определить главный устой тональности и задействовали при этом ту область мозга, которая важна для усвоения и обработки речевой информации. Просто поразительно, какой интерес к музыке мы проявляем с точки зрения физиологии мозга буквально сразу же после рождения.

Тот факт, что речь зачастую вызывает бо́льшую активизацию левого полушария мозга, а музыка – правого, объясняется тем, что левая слуховая кора имеет более высокую разрешающую способность по скорости восприятия, а правая – по частоте. Речь быстрее музыки, а для музыки характерно большее разнообразие по высоте звуков, чем у речи. В слове «музыка» шесть звуков (их еще называют фонемами), которые следуют друг за другом в течение полусекунды. Говоря целыми предложениями, мы без труда произносим и воспринимаем от десяти до двадцати звуков в секунду – значительно больше, чем в обычной мелодии. Речь – это своего рода сверхбыстрая музыка, а музыка – сверхмелодичная речь. Поэтому дети легче обучаются языку с помощью песен и рифмованных прибауток. В них речь замедлена, а слова подчиняются определенному ритму и поделены на такты, что облегчает их восприятие.

Поскольку зоны обработки речи и музыки в мозге взаимно перекрывают друг друга, музыкальные способности помогают усвоению речи. Поэтому у детей, активно занимающихся музыкой, речь, как правило, развита лучше. Музыкальные занятия в дошкольном возрасте способствуют лучшему восприятию языка. Чем лучше дети детсадовского возраста от трех до четырех лет могут повторить простой ритм, тем легче им различать похожие слоги (типа «ба», «да» и «га»). Кроме того, у них лучше развита кратковременная память на слоги[30]30
  Carr, K. W., White-Schwoch, T., Tierney, A. T., Strait, D. L., & Kraus, N. (2014): Beat synchronization predicts neural speech encoding and reading readiness in preschoolers, Proceedings of the National Academy of Sciences, 111 (40), S. 14559–14564.


[Закрыть]. Эта способность очень важна для освоения чтения в школьные годы.

Детям школьного возраста музыкальные занятия также приносят пользу в плане развития речи. Моя рабочая группа на основании исследований установила, что у одиннадцатилетних участников лейпцигского хора мальчиков при церкви Св. Фомы и учащихся музыкальной гимназии речевые способности были развиты лучше, чем у их сверстников, не занимавшихся музыкой. Они были более чувствительны к грамматическим ошибкам в устной речи окружающих[31]31
  Jentschke, S., & Koelsch, S. (2009): Musical training modulates the development of syntax processing in children, Neuroimage, 47(2), S. 735–744.


[Закрыть].

Если не развивать естественные музыкальные способности, то возникают затруднения и в развитии языковых. Поэтому для детей с нарушениями речи обычно характерны и нарушения в восприятии звуков музыки. Они плохо определяют высоту звуков и не могут петь так же хорошо, как дети с нормальным речевым развитием[32]32
  Clément, S., Planchou, C., Béland, R., Motte, J., & Samson, S. (2015): Singing abilities in children with Specific Language Impairment (SLI), Frontiers in Psychology, 6, S. 420.


[Закрыть]. Кроме того, у них нередко возникают трудности, когда их просят похлопать в ладоши в такт, ритмично подвигаться или воспроизвести какую-то ритмическую структуру в речи.

Дети с задержками речевого развития нередко испытывают трудности в восприятии речи на слух и в сенсомоторике. Это как раз те области, где большую помощь может оказать музыка. У таких детей часто возникают проблемы в учебе (например при освоении чтения и правописания). Если ребенок не понимает, что ему говорят, он, естественно, не может хорошо учиться. Музыкальные занятия, где детей учат отбивать такт, танцевать и петь, хорошо развивают чувство ритма, и это помогает устранять нарушения в освоении речи, чтения и правописания.

Рабочая группа под руководством Уши Госвами провела курс ритмической тренировки с детьми, испытывавшими трудности с чтением и правописанием[33]33
  Bhide, A., Power, A., & Goswami, U. (2013): A rhythmic musical intervention for poor readers: A comparison of efficacy witha letter-based intervention, Mind, Brain, and Education, 7 (2), S. 113–123.


[Закрыть]. В число упражнений входили игры, декламация стишков и пение песен, под которые дети должны были ритмично хлопать в ладоши или маршировать, а также воспроизводить заданные ритмические фигуры. С каждым ребенком проводились также индивидуальные занятия на протяжении двух месяцев. В контрольной группе дети вместо этого выполняли стандартные компьютерные задания по развитию речи: находили рифмы, сопоставляли произнесенные и написанные на мониторе слова. И в том, и в другом случае малыши после занятий читали значительно лучше, чем раньше. Как ни странно, музыкальная тренировка (во время которой чтению вообще не уделялось внимания) оказалась столь же действенной, как и речевая подготовка. Схожие результаты были получены и в ходе другого исследования, где детей дошкольного возраста, испытывавших трудности в чтении, разбили на две группы, одна из которых занималась музыкой, а другая рисованием. В музыкальной группе на протяжении семи месяцев два раза в неделю проводились занятия, на которых дети ритмично хлопали в ладоши и танцевали (по методике Кодая и Орфа). После такой ритмической тренировки они значительно лучше читали и узнавали слоги, чем те, кто занимался рисованием[34]34
  Flaugnacco, E., Lopez, L., Terribili, C., Montico, M., Zoia, S., & Schön, D. (2015): Music training increases phonological awareness and reading skills in developmental dyslexia: a randomized control trial, PLoS One, 10 (9), e0138715.


[Закрыть]. Вывод: детям, испытывающим проблемы с речью, чтением и правописанием, могут помочь упражнения на чувство ритма и такта.

Положительное влияние музыкальных занятий на развитие речи объясняется тем, что музыка в игровой форме помогает детям развивать свои природные задатки: восприимчивость, внимательность, память, умение планировать свои действия, сенсомоторные навыки, эмоции и коммуникативные способности. Поэтому неудивительно, что дети, занимающиеся музыкой, развиваются быстрее тех, кто никогда не имел дела с ней. Это доказали исследования музыкального психолога Гленна Шелленберга из Канады, в ходе которых дети, получающие музыкальное образование, демонстрировали более высокий уровень интеллекта, были более внимательны к окружающим и проявляли больше готовности помогать им[35]35
  Schellenberg, E. G. (2006): Long-term positive associations between music lessons and IQ, Journal of Educational Psychology, 98 (2), S. 457; Schellenberg, E. G., Corrigall, K. A., Dys, S. P., & Malti, T. (2015): Group music training and children’s prosocial skills, PLoS One, 10 (10), e0141449.


[Закрыть]. Музыка – это часть человеческой природы. Музыкальность свойственна всем детям от рождения, как и способность овладевать речью. Поэтому естественное развитие ребенка должно включать в себя, кроме языка, еще и музыкальные занятия – пение, танцы или игру на каком-нибудь инструменте.

Аналогии между речью и музыкой (в том числе и в процессах, происходящих в мозге), которые еще несколько лет назад отметались светилами науки как нелепые и смехотворные, стали очевидными, что доказывают материалы, помещенные в этой главе. Мы увидели несколько примеров того, как можно использовать эти аналогии для собственной выгоды. В ходе дальнейшего чтения вы узнаете еще много удивительных вещей.

Мои советы: занимайтесь музыкой с малышами и дошкольниками

• Пойте с детьми песни и рассказывайте стихи. Это помогает им лучше распознавать слоги в речи. В процессе пения и декламации предлагайте им хлопать в ладоши, бить по барабану и ходить в такт. Это развивает у детей чувство ритма. Некоторые детские стишки и песенки сопровождаются ритмичными прикосновениями к ребенку («Сорока-ворона»), благодаря чему мозг одновременно получает ритмичные акустические и сенсорные сигналы. При случае купите книгу с детскими песнями и стихами.

• Если вы на прогулке носите младенца с собой на спине или животе, можете при ходьбе разговаривать, петь, свистеть в такт шагам. Это веселит его и с малых лет развивает чувство такта и умение производить ритмичные звуки.

• Предоставьте ребенку доступ к музыкальным инструментам, к которым у него присутствует естественный интерес. Дайте ему возможность учиться игре на инструментах, пению или танцам, если у него есть такое желание.

• Детям, растущим в многоязычной среде, помогают песни и стихи на разных языках (слоги в этих случаях должны произноситься медленнее и четче). Лучше всего, если взрослые будут петь и говорить (отчетливо) только на своих родных языках, чтобы ребенок лучше усваивал язык и правильное произношение. Если оба родителя иммигранты, то кроме обучения в детском саду неплохо организовать детскую певческую группу или даже хор на иностранном языке.

• Совет для логопедов: используйте музыку в ходе занятий с детьми. Выполняя упражнения, направленные на преодоление нарушений речи и чтения, прибегайте к ритмичным действиям, например, попросите ребенка ритмично похлопать обеими руками по столу. В качестве следующего шага сопроводите это действие произнесением его имени по слогам (например: хлоп-хлоп – «Ан-на»). Используйте также простые детские песенки и стишки.

Мозг формируется в ходе действий

При усвоении какого-либо навыка наш мозг претерпевает изменения. Меняются не только его функции, но и анатомия. Изменения в мозге происходят, когда мы настолько изменяем свои мысли и чувства, что это начинает сказываться на нашем здоровье. Когда наши мысли принимают иное направление, образуются и новые каналы в мозге. Я составил два своеобразных хит-парада из исследований, целью которых были музыка, мозг и процесс обучения. Первый из них касается воздействия музыки на функции мозга, а второй – на его анатомию. При этом я отобрал те работы, на которые чаще всего ссылаются другие ученые в своих публикациях, а это важный индикатор их научной значимости.

Сначала три самых цитируемых работы по воздействию музыки на функции мозга.

1-е место. Команда Христо Пантева в 1998 году продемонстрировала, что существуют различия в электрических реакциях слуховой коры мозга на звуки фортепиано у пианистов и у людей, не имеющих отношения к музыке (слуховая кора изображена на рис. 1.)[36]36
  Pantev, C., Oostenveld, R., Engelien, A., Ross, B., Roberts, L. E., & Hoke, M. (1998): Increased auditory cortical representation in musicians, Nature, 392 (6678), S. 811.


[Закрыть]. Масштаб различий зависел от возраста, в котором пианисты начали учиться игре на инструменте. Ученые установили, что сильнее всего они проявляются у музыкантов, которые начали осваивать фортепиано в пять лет и раньше. Это говорит о том, что данные различия не являются врожденными, а появляются в процессе обучения. При чистых (синусоидальных) звуках различия между группами исчезали, а это значит, что функции слуховой коры зависят от вида музыкальной учебы. Если человек учится играть на фортепиано, то он сильнее всего реагирует на звуки именно этого инструмента.

2-е место. Патрик Вонг и его коллеги сообщили в 2007 году, что музыканты точнее воспринимают мельчайшие мелодические характеристики гласных звуков, чем люди, не имеющие отношения к музыке[37]37
  Wong, P. C., Skoe, E., Russo, N. M., Dees, T., & Kraus, N. (2007): Musical experience shapes human brainstem encoding of linguistic pitch patterns, Nature Neuroscience, 10 (4), S. 420.


[Закрыть]. Он по несколько тысяч раз демонстрировал испытуемым три слова из литературного китайского языка (путунхуа), которые очень похожи по звучанию. Все три слова воспринимаются на слух как «ми», но китайский язык относится к тоновым, а это значит, что мелодия, с которой произносится гласный звук «и», меняет значение слова. Если мелодия восходящая (как в наших вопросительных предложениях), это слово означает «смущать». Если мелодия сначала идет вниз, а потом вновь поднимается, это слово означает «рис», а если высота тона не меняется, то это слово означает «моргать». Тончайшие модуляции частоты полностью меняют смысл слов и с большим трудом воспринимаются людьми, не говорящими по-китайски. Было установлено, что электрические реакции мозга у музыкантов точнее отражали эти различия, чем у людей, не связанных с музыкой.

Аналогичным образом изучались электрические реакции мозга детей, имевших и не имевших музыкальную подготовку, на разницу в схожих по звучанию слогах («га» и «ба»)[38]38
  Kraus, N., & Strait, D. L. (2015): Emergence of biological markers of musicianship with school-based music instruction, Annals of the New York Academy of Sciences, 1337 (1), S. 163–169.


[Закрыть]. Согласные звуки «г» и «б» в данном случае отличаются друг от друга в том числе и тем, что звук «г» на пару десятков миллисекунд короче, чем «б», и поэтому звук «а» в слоге «га» начинается чуть раньше, чем в «ба». Электрические реакции мозга доказывают, что взрослые музыканты фиксируют это тонкое временное различие лучше, чем люди, не имеющие отношения к музыке. Интересно, что школьники и даже дети дошкольного возраста, имевшие опыт игры на инструментах от одного до двух лет, также отмечали эту разницу в отличие от детей, не игравших на музыкальных инструментах. Этот эксперимент тоже доказывает, что мы в данном случае имеем дело с приобретенным, а не врожденным навыком. Учащимся начальной школы, в отношении которых были подозрения, что они могут испытывать в дальнейшем трудности с обучением чтению и правописанию, предложили в течение двух лет учиться игре на музыкальных инструментах. После этого они значительно лучше различали слоги, чем раньше (в контрольной группе детей, не имевших музыкального образования, результаты остались без изменений).

3-е место. В 2008 году Сильвен Морено опубликовал результаты исследования, в ходе которого восьмилетние дети без музыкального образования на протяжении шести месяцев два раза в неделю по одному часу занимались музыкой или рисованием[39]39
  Moreno, S., Marques, C., Santos, A., Santos, M., Castro, S. L., & Besson, M. (2008): Musical training influences linguistic abilities in 8-year-old children: more evidence for brain plasticity, Cerebral Cortex, 19 (3), S. 712–723.


[Закрыть]. Проведенное после этого измерение электрических реакций мозга у детей в музыкальной группе показало, что они, в отличие от группы «художников», улавливают тончайшие изменения тона как в мелодиях, так и в речи. Кроме того, в тесте на чтение дети из музыкальной группы показали лучшие результаты. Эти данные убедительно свидетельствуют о том, что всего шесть месяцев регулярных музыкальных занятий могут привести к изменениям мозга, в результате чего дети лучше чувствуют нюансы мелодии речи и улучшают навыки чтения.

Вместе с функциональными изменениями мозга обучение игре на музыкальных инструментах вызывает и структурные, т. е. анатомические изменения. Предлагаю вам перечень самых цитируемых работ, посвященных влиянию обучения на структуру мозга.

1-е место. В 2003 году Кристиан Газер и Готтфрид Шлауг сравнили анатомию мозга профессиональных музыкантов, музыкантов-любителей и немузыкантов. Ими были отмечены различия в сером веществе слуховой и моторной коры[40]40
  Gaser, C., & Schlaug, G. (2003): Brain structures differ between musicians and non-musicians, Journal of Neuroscience, 23 (27), S. 9240–9245.


[Закрыть]. Это говорит о том, что мозг человека, обучившемуся какому-то специальному навыку, анатомически отличается от мозга человека, не обладающего им. Кристиан и Готтфрид проводили это исследование как раз в то время, когда я тоже работал в их группе (в Гарвардской медицинской школе). Я хоть и захватил тогда свою скрипку с собой в США, но уже несколько лет почти не играл на ней. Мы с Готтфридом решили выяснить, изменится ли структура моего мозга, если я снова начну регулярно упражняться. На протяжении нескольких месяцев мы сканировали мой мозг и пришли к выводу, что после начала занятий на скрипке моя моторная кора увеличилась в размерах.

Исследовательская группа Кристиана изучала влияние тренировок на анатомию мозга на примере людей, обучавшихся жонглированию. После трехмесячной тренировки был зафиксирован прирост объема серого вещества в областях, которые отвечают за накопление и переработку визуально-пространственной информации[41]41
  Draganski, B., Gaser, C., Busch, V., Schuierer, G., Bogdahn, U., & May, A. (2004): Neuroplasticity: changes in grey matter induced by training, Nature, 427 (6972), S. 311.


[Закрыть]. После очередных трех месяцев, в течение которых испытуемые не жонглировали, все эти изменения исчезли. Это означает, что если мы занялись чем-то новым, то это надо делать регулярно, чтобы поддерживать новые нейронные связи в мозге и не давать им атрофироваться. Вдобавок эта исследовательская группа обнаружила схожие анатомические изменения и у шестидесятилетних людей, так что учеба способна менять анатомию мозга и в весьма почтенном возрасте[42]42
  Boyke, J., Driemeyer, J., Gaser, C., Büchel, C., & May, A. (2008): Training-induced brain structure changes in the elderly, Journal of Neuroscience, 28 (28), S. 7031–7035.


[Закрыть]. Наконец, исследователи зафиксировали изменения в сером веществе уже через семь дней после начала тренировок (после которых многие испытуемые могли непрерывно жонглировать в течение одной минуты)[43]43
  Driemeyer, J., Boyke, J., Gaser, C., Büchel, C., & May, A. (2008): Changes in gray matter induced by learning-revisited, PloS One, 3 (7), e2669.


[Закрыть]. Итак, если мы хотим усвоить какой-то новый навык, что-то изменить в своей жизни и начать думать по-новому, то достаточно уже нескольких дней, чтобы зафиксировать анатомические изменения в мозге.

Описанные в этих экспериментах изменения серого вещества связаны с образованием новых связей между нервными клетками: нейроны начинают устанавливать новые контакты с другими нейронами. При этом образуются новые синапсы и дендритные шипики (посредством синапсов нервные клетки мозга обмениваются друг с другом сигнальными веществами, а через дендритные шипики нейроны получают эти сигнальные вещества от соседних клеток). Процессы образования новых нервных связей длятся иногда лишь несколько часов – мозг удивительно быстро меняется под влиянием наших действий. Кроме того, повышенная активность нервных клеток и формирование их новых окончаний поддерживается образованием дополнительных кровеносных сосудов, снабжающих нервные клетки и их окончания кислородом и питательными веществами. Все эти эффекты и приводят к описанным в исследованиях изменениям серого вещества мозга[44]44
  Jacobs, B., Schall, M., Prather, M., Kapler, E., Driscoll, L., Baca, S…. & Treml, M. (2001): Regional dendritic and spine variation in human cerebral cortex: a quantitative golgi study, Cerebral Cortex, 11 (6), S. 558–571.


[Закрыть].

В ходе обучения мозг формирует новые нейронные пути и сети. Чем сложнее деятельность (т. е. чем лучше мы хотим думать или играть на музыкальном инструменте), тем более сложные сети в мозге нам для этого требуются.

2-е место. В 2005 году Сара Бенгтсон опубликовала результаты экспериментов, в ходе которых исследовалось влияние обучения на анатомию мозга восьми концертирующих пианистов[45]45
  Bengtsson, S. L., Nagy, Z., Skare, S., Forsman, L., Forssberg, H., & Ullén, F. (2005): Extensive piano practicing has regionally specific effects on white matter development, Nature Neuroscience, 8 (9), S. 1148.


[Закрыть]. Группа ученых использовала при этом специальный метод магнитно-резонансной томографии (МРТ), с помощью которого можно измерять нервные волокна, т. е. связи между нервными клетками. Пианисты подсчитали количество часов, потраченных на упражнения в детстве, юности и во взрослом возрасте. Это количество варьировалось у них от 1 до 2 тысяч часов в детстве, от 2 до 4 тысяч в юности и от 15 до 30 тысяч часов в зрелом возрасте. Помимо этого для сравнения был изучен мозг восьми людей, не имевших отношения к музыке.

Разница между пианистами и представителями контрольной группы была отмечена в области сенсомоторной коры, которая отвечает за движения пальцев. Эта разница была тем более заметной, чем больше пианисты упражнялись в детстве. Кроме того, размеры мозолистого тела мозга также зависели от продолжительности упражнений в молодости и юности. Через мозолистое тело проходят нервные волокна, связывающие друг с другом области обоих полушарий, отвечающие за слух и сложные последовательности движений пальцев и кистей рук.

Отмеченные различия объясняются тем, что, во-первых, имеющиеся нервные волокна становятся толще, благодаря чему ускоряется передача по ним информации, а во-вторых, возникают дополнительные нервные волокна, благодаря которым увеличивается разрешение восприятия звуков и улучшается контроль за тонкими движениями рук. Изменения белого вещества мозга, о которых говорится в этом исследовании, стали результатом учебы и тренировок, продолжавшихся много лет – в отличие от изменений в сером веществе, зафиксированных в упомянутом выше исследовании группы Кристиана Газера, которые можно было наблюдать уже через несколько дней.

3-е место. Еще в 1995 году Готтфрид Шлауг с коллегами сообщил, что передняя часть мозолистого тела у профессиональных музыкантов имеет бо́льшие размеры, чем у немузыкантов[46]46
  Schlaug, G., Jäncke, L., Huang, Y., Staiger, J. F., & Steinmetz, H. (1995): Increased corpus callosum size in musicians, Neuropsychologia, 33 (8), S. 1047–1055.


[Закрыть]. Различия были особенно велики у тех, кто начал обучаться игре на инструментах в возрасте моложе семи лет. В сочетании с выводами из исследований Бенгтсон эти данные подкрепляет предположение о том, что упорная тренировка приводит к изменениям нервных волокон. Это было подтверждено и еще одним исследованием, в ходе которого шестилетние дети на протяжении пятнадцати месяцев один раз в неделю посещали получасовые уроки игры на фортепиано[47]47
  Hyde, K. L., Lerch, J., Norton, A., Forgeard, M., Winner, E., Evans, A. C., & Schlaug, G. (2009): Musical training shapes structural brain development, Journal of Neuroscience, 29 (10), S. 3019–3025.


[Закрыть]. Впоследствии были зафиксированы анатомические различия в величине и форме правой моторной коры, отвечавшей за движения пальцев, правой слуховой коры и той части мозолистого тела, через которое проходят сенсорные нервные волокна от пальцев (в сравнении с контрольной группой). Аналогичные данные были получены и в отношении шестилетних детей, обучавшихся игре на музыкальных инструментах в рамках возникшей в Венесуэле инициативы «Эль Система». При поддержке филармонического оркестра Лос-Анджелеса и других спонсоров дети бесплатно получали инструменты и пользовались услугами лучших музыкальных педагогов. Все дети происходили из неблагополучных социальных слоев (цель инициативы «Эль Система» состоит в том, чтобы оказать помощь в социальном и образовательном развитии детей, живущих в неблагоприятных условиях). По результатам этого исследования у юных музыкантов спустя два года также были обнаружены анатомические изменения в области слуховой коры и мозолистого тела.