В улитке есть собственная система контрастного усиления — она помогает различать близкие друг к другу частоты. Звуковые волны, как и все прочие волновые сигналы, имеют пик. Волосковая клетка, расположенная на пике волны в базилярной мембране, стимулируется активнее, чем соседние. Однако соседние клетки также подвержены воздействию. Из-за этого мог бы начаться полный хаос, но природа создала умный механизм. Волосковая клетка не только отсылает сигнал «своей» клетке в слуховом нерве, но и приглушает соседние, сообщая: «Я распознала тон. Не волнуйтесь, я расскажу о нем мозгу». Таким образом, пик волны как бы становится еще выше, чем он есть на самом деле, и мозгу проще отделить друг от друга близкие тоны и частоты. Контрастное усиление делает работу органа слуха более четкой — мозг способен различить два тона, у которых волосковые клетки, отвечающие за работу с ними, находятся на базилярной мембране на расстоянии 0,02 мм друг от друга. А всего ухо различает около 1500 различных тонов. Такой тип контрастного усиления называется латеральной ингибицией, она наблюдается и в зрачке.

В ухе имеется и механизм для приглушения звука. В среднем ухе расположены две небольшие мышцы: стременная мышца и мышца, напрягающая барабанную перепонку. Они натягивают соответственно стремечко и барабанную перепонку, чтобы приглушить поступающие звуки и защитить ухо от слишком громких звуков. Стременная мышца — самая маленькая мышца тела — длиной не более миллиметра. Однако она играет очень важную роль. Если эта мышца парализована, возникает мучительная болезнь, называемая гиперакузией, — при ней даже обычные звуки воспринимаются как неприятно громкие.

Упомянутые мышцы выполняют еще одну важную функцию: приглушают для нас звук нашего голоса, когда мы говорим или поем, а также звуки, которые мы издаем во время жевания. Звук нашего голоса достигает ушей не только снаружи, как другие звуки, но и напрямую, посредством вибраций в черепе. Вибрации передаются напрямую от черепа в жидкость во внутреннем ухе. Это объясняет тот факт, что собственный голос кажется нам непривычным и странным, когда мы слышим его в записи, ведь мы воспринимаем его уже только через воздух — как и все остальные звуки.

Улитка не только отсылает информацию в мозг, но и принимает сигналы от него, являясь частью двустороннего канала коммуникации. Например, мозг сообщает, что нужно настроить чувствительность какой-то зоны улитки, приглушить или убрать мешающие и не нужные в данный момент звуки — или те, которые издает наше тело. Например, улитка приглушает звуки дыхания и сердцебиения, потому что они мешают восприятию. Иногда мы делаем это сознательно: в шумном кафе сосредотачиваемся на звуке одного-единственного голоса и приглушаем менее важные. Это явление называют эффектом коктейльной вечеринки, и его сложно ощутить тем, кто слышит только одним ухом. Два уха дают стереоэффект, и благодаря ему нам легче сосредоточиться только на одном источнике звука.

От уха — к мозгу

Превратившись в улитке в электрические импульсы, звуковые волны передаются в мозг по слуховому нерву, nervus cochlearis. Сигналы принимает определенный отдел в противоположном полушарии мозга — первичная слуховая кора. Но прежде, чем до нее дойти, сигналы должны побывать еще в нескольких точках. Слуховой нерв заканчивается в стволе головного мозга. Там сигналы переключаются.

От ствола головного мозга нервные волокна идут не только по «основному пути» — к слуховой коре в височной доле противоположного полушария, но и напрямую к слуховой коре того же полушария. Это важно для локализации источника звука, поскольку до слухового отдела противоположного полушария сигналы доходят быстрее, чем до лежащего в том же полушарии. Мозг понимает, что источник звука расположен ближе к тому уху, от которого сигналы доходят быстрее. Этот удивительный механизм позволяет различить источники звука, угол между которыми составляет всего два градуса. Соответственно, сигналы от них доходят с разницей во времени, составляющей 10 микросекунд! У всех сигналов разная сила звука и высота тона, и благодаря этому мозг понимает, спереди или сзади от него находится источник звука, движется он или стоит на месте.

Кроме того, на уровне ствола головного мозга существуют связи между входящими звуковыми сигналами и зонами, отвечающими за движения глаз. Эти связи отвечают за то, чтобы взгляд автоматически направлялся туда, откуда приходит неожиданный звук. Также из ствола головного мозга нейронные связи направляются прямо в те зоны, которые отвечают за всем известную реакцию вздрагивания (старт-рефлекс) — из-за нее мы подскакиваем, вдруг услышав громкий звук.

Все эти реакции управляются прямо из ствола головного мозга, и запускаются они еще до того, как мы в принципе осознаем, что мозг принял звуковой сигнал. Происходит это в тот момент, когда звуковой сигнал доходит до слуховой коры в височной доле. Когда это происходит, в стволе головного мозга на бессознательном уровне уже идет анализ, весьма необходимый для позднейшего восприятия звука и для того, чтобы мозг выстроил трехмерную звуковую картину мира. Давайте повторим еще раз: за создание полной картины мира в значительной степени отвечают бесчисленные процессы, протекающие в подсознательной и предсознательной части мозга.



По дороге в слуховую кору звуковые сигналы проходят и через важный переключатель, называемый таламусом, — он направляет по верному пути в кору головного мозга все сигналы, поступающие от органов чувств, за исключением информации от органов обоняния. Перед таламусом располагаются другие важные части мозга, в том числе миндалевидное тело. Эти отделы мозга, по форме напоминающие миндальные орехи и расположенные в глубине обоих полушарий, помимо прочего, отвечают за хранение эмоционально значимых для нас воспоминаний. Миндалевидное тело играет важную роль в эмоциональном обучении, поэтому его еще называют «центр страха». Прямая связь между слуховыми сигналами и миндалевидным телом объясняет, почему звук и музыка имеют уникальную способность воздействовать на наши чувства. К этому мы вернемся в следующих главах.

Слуховой путь также связан с мозговым образованием, которое называется ретикулярной формацией. Это часть ретикулярной активирующей системы, или сокращенно РАС. Она выполняет несколько важных функций и, кроме всего прочего, отвечает за возбудимость и внимание. Следовательно, стимуляция РАС повышает уровень возбудимости и внимания — и эта связь объясняет общий стимулирующий, живительный эффект, оказываемый музыкой.

Ретикулярная формация также образует связи с важными системами, расположенными в спинном мозге и в стволе мозга и генерирующими ритмическую активность. Это системы, отвечающие за автоматические ритмы, например руководящие постоянными сокращениями наших дыхательных мышц, или генераторы ритма, управляющие ритмом ходьбы.



^{Ретикулярная активирующая система состоит из множества ядер в стволе головного мозга, связанных друг с другом (закрашенная серым область на рисунке) и подающих сигналы в большие зоны коры головного мозга — и напрямую, и через таламус. При активации этой системы, например по причине резкой смены уровня звука или из-за другого мощного сенсорного стимула, повышается уровень возбудимости и внимания. Этот феномен используется в музыке, так как при резкой смене ритма или громкости звука активируется кора головного мозга и возрастает интерес слушателя к произведению.}



Благодаря им мы можем одновременно шагать и заниматься чем-то еще, например беседовать, смотреть по сторонам или планировать маршрут. Без автоматической ритмической координации всех мышц это было бы невозможно. Моторный ритм тела тесно связан с музыкой. Когда мы слышим пульсацию музыкального ритма, то не можем усидеть на месте и начинаем двигаться ритмично. Этот феномен можно объяснить в том числе тем, что слуховые волокна связаны с ретикулярной формацией и генераторами ритма.

Как мы уже говорили, еще до того, как звуковые сигналы достигнут слуховой коры в височной доле, образуется множество двусторонних связей между слуховыми путями, а также связей между слуховыми путями и другими системами мозга. Однако сигналы сохраняют тонотопическую организацию до тех самых пор, пока не достигнут первичной слуховой коры. Термин «тонотопический» означает, что сигналы упорядочены от самого высокого к самому низкому, как на клавиатуре. Так информация об одном частотном диапазоне, или одном тоне, передается из уха в соответствующий отдел первичной слуховой коры в височной доле (см. рис.): высокие тоны располагаются в глубине, низкие — ближе к поверхности. Частоты звуков выстраиваются на поверхности мозга в своего рода рисунок — благодаря ему можно отличить тоны друг от друга. Наглядная схема позволяет мозгу легче анализировать поступающие одновременно звуки — например, политональные аккорды.



<sup>От внешнего уха слуховой проход тянется к барабанной перепонке. Далее идет внутренний слуховой проход, внутри которого слуховые косточки связывают внутреннюю сторону барабанной перепонки с овальным окном и улиткой. Три дуги на вершине улитки — это вестибулярный аппарат.

Подробнее см. на рис., приведённом ранее.</sup>



Удивительно, но частота импульсов в слуховом нерве (во всяком случае в нижних диапазонах) полностью соответствует частоте услышанного нами тона, если не выходит за предел частоты импульса нейрона (400 Гц). К тому же каждый тон занимает в слуховом нерве свое место, а частота звуковой волны, которую улавливает ухо, соответствует частоте, с которой слуховой нерв пересылает сигналы в мозг. Эту информацию мозг использует во время анализа высоты тона — и об этом мы поговорим в следующей главе.

От звука — к тону

Для всей музыки тон — это краеугольный камень. Когда физический объект совершает гармонические колебания, возникает чистый тон. В природе это явление встречается достаточно редко. Можно сказать, что шум водопада имеет основную частоту, а звуки, издаваемые некоторыми живыми существами, — например, пение птиц, — обладают тональной характеристикой, но в целом мы в основном окружены шумом (или более сложными «беспорядочными» звуками). Большая часть животной коммуникации — от львиного рёва до хрюканья свиньи — лишена тона и других музыкальных характеристик.

О важности обертонов

Даже тот музыкальный звук, что мы воспринимаем как чистый тон, имеет сложную структуру. Мы слышим чистый, непрерывный поток звука с определенной частотой, или высотой тона. Однако измерительные приборы показывают совсем другую картину. Когда некий объект, скажем гитарная струна, совершает гармонические колебания, он не колеблется по всей длине равномерно — колеблется, соответственно, половина длины струны, а также ее третья часть, четвертая и далее (Пифагор описал это явление еще две с половиной тысячи лет назад). Тон состоит не только из основной частоты, но и из основной частоты, умноженной на два, на три, на четыре и далее. Например, частота колебания ноты ля в середине клавиатуры фортепиано — 440 колебаний в секунду. Обозначают это так: 440 Гц (герц). Ряд обертонов для ноты ля — это, соответственно, данная частота, умноженная на 2, 3, 4 (и более), то есть 880, 1760, 3520, 7040 Гц и далее.

Если вы хотите самостоятельно в этом убедиться и рядом с вами есть фортепиано, можете провести простой эксперимент: зажмите клавиши до, ми и соль в середине клавиатуры пианино. С силой нажмите клавишу ре октавой ниже: вы услышите только ее звучание. Затем с силой нажмите клавишу до рядом с ней. Вы услышите, что звучат до, ми и соль, которые вы по-прежнему удерживаете. Все дело в том, что эти тоны — часть обертонового ряда находящейся на октаву ниже клавиши до. Когда вы на нее нажимаете, обертоны дают резонанс к аккорду до мажор — он звучит даже в отсутствие основного тона. Если же вы, напротив, нажмете на клавишу до, не зажимая до, ми и соль октавой выше, вы услышите лишь ноту до, хотя все прочие обертоны и составляют звучание этого тона. Столь удивительный феномен называется слиянием — он означает, что во время нашего восприятия (перцепции) все обертоны сводятся к основному тону. Именно сокращая такое сложное звуковое полотно (целый ряд тонов, находящихся в определенных соотношениях) лишь до основной частоты, мозг упрощает для нас картину мира и делает ее более наглядной. Это не означает, что мозг игнорирует информацию об обертонах. Вовсе нет. Как мы еще увидим, именно качество обертонового звукоряда определяет высоту тона и тембр и имеет определяющее значение для созвучия с другими тонами (консонанса) или его отсутствия (диссонанса).

Обертоны и иллюзии

Итак, у того звука, что мы воспринимаем как тон, нет единой частоты. Есть целый обертоновый звукоряд — ряд частот, звучащих вместе и сокращающихся до одного тона в нашем мозге. Однако обертоновый звукоряд несет очень важную для мозга информацию. Например, именно он определяет, как мозг будет воспринимать высоту тона. Особенно важны третий, четвертый и пятый обертоны. Важность обертонового ряда для восприятия легко продемонстрировать с помощью чистого тона, искусственно созданного и имеющего только одну частоту (например, 440 Гц, что соответствует ноте ля на середине клавиатуры фортепиано). Если вы услышите такой тон, мозг не сможет определить его высоту. Даже люди с абсолютным слухом здесь бессильны. На самом деле, если сыграть аккорд из чистых тонов, составляющих вместе обертоновый ряд, в котором особенно важны третий, четвертый и пятый тоны, мозг воспримет как отсутствующий основной тон. Следовательно, мозг выстроит (а мы услышим) тон, которого на самом деле нет. Это явление отсутствия основного тона — пример слуховой иллюзии.

Мозг позволяет обмануть себя — но мы ведь ему это простим? Если одновременно зазвучат несколько тонов, принадлежащих обертоновому ряду более низкого басового тона, басовый тон возникнет исключительно благодаря физике, хотя на самом деле мы его не играем. Так образуется комбинационный тон. Это явление широко известно, и в течение многих веков им пользуются создатели органов. Инструменту необязательно нужны большие басовые трубы — ведь достаточно просто сыграть аккорд из обертонового ряда для нужного тона, и получившийся комбинационный тон будет соответствовать отсутствующему основному. Орган будет звучать точно так же, как и с настоящей басовой трубой, а этот практичный метод позволит сэкономить место и снизить стоимость инструмента. Еще один пример — мобильные телефоны: многие из них не могут воспроизвести тоны с частотой ниже 300 Гц, а мужские голоса зачастую еще более низкие. Благодаря явлению отсутствия основного тона низкие частоты мужских голосов слышны по мобильному телефону.

Мы слышим звуки с частотой от 16–20 до 16 000–20 000 Гц. Поэтому у более низких звуков ряды обертонов богаче и сложнее, чем у более высоких. Первый обертон для тона частотой 5000 Гц имеет частоту 10 000 Гц, следующий обертон — 15 000 Гц, а третий — 20 000 Гц (мы его едва слышим). Следовательно, высокие звуки имеют более скудный обертоновый ряд, чем низкие. Как мы уже говорили, именно третий, четвертый и пятый обертоны важны для идентификации тона. А у относительно высокого тона, например частотой 5000 Гц, четвертый и пятый обертоны находятся уже за пределами восприятия. Из-за этого мозг не сможет выстроить в нашем восприятии тон (он зависит от третьего, четвертого и пятого обертонов). Мы как бы потеряем ощущение тона! Самый высокий тон клавиатуры фортепиано имеет частоту 4440 Гц. Он настолько высок, что его обертоновый ряд выходит за границу нашего восприятия. Поэтому нет смысла добавлять еще одну октаву. Мы в состоянии услышать ee основную частоту, однако ощущения тона у нас не будет. Все тоны будут казаться нам писком, не являющимся частью аккорда или гаммы и не имеющим для нас никакого значения.

Мы слышим гораздо больше обертонов у тонов басового регистра, и между ними чаще возникает диссонанс (к этому явлению мы вернемся в следующей главе). Это означает, что интервалы баса будут казаться более диссонантными по сравнению с интервалами верхнего регистра. Как мы уже говорили в предыдущей главе, мозг может различать тоны, для которых расстояние между ответственными за их восприятие волосковыми клетками на базилярной мембране улитки составляет около 0,02 мм. Но басовый регистр отличается от верхнего. Если мы вспомним пример с ковриком, то увидим, что волны при его вытряхивании станут длиннее при «медленных» частотах, как у баса. Для сравнения: если вы будете трясти коврик быстро, появится много мелких волн, как в верхнем регистре. То же самое происходит на базилярной мембране улитки: низкие тоны дают длинные волны («медленные» частоты), а если они расположены плотно, становится непросто их различать. Басовые тоны отделить друг от друга сложнее, чем тоны верхнего регистра. Следовательно, низкие тоны мы различаем хуже, чем высокие. Это легко проверить, если рядом есть фортепиано: терция (например, ноты до и ми, взятые одновременно) в нижнем регистре покажется нам не такой четкой, как в верхнем. Исходя из этого, в произведениях большинства жанров композиторы используют басовые аккорды с открытыми интервалами (тоны расположены на большом расстоянии друг от друга — на октаву и квинту) — и уменьшают их в дисканте.

Если два тона верхнего регистра находятся так близко друг к другу, что мозг не различает их, возникает еще одно явление — интерференция. Сыграйте два расположенных близко друг к другу чистых тона, например с частотой 1000 и 1004 Гц. Вы услышите расположенный между ними «средний» тон с частотой 1002 Гц, но с отчетливой «пульсацией», или «колебанием», в 4 Гц — как если бы мы увеличивали и уменьшали громкость звука четыре раза в секунду. Такое можно услышать на концертах: на пикколо-флейте, например, очень сложно играть абсолютно чисто. Если два флейтиста хотя бы незначительно не попадают в унисон, мы почувствуем, что сила тона меняется и тон «колеблется». Обратите на это внимание, если вдруг услышите оркестр янычар с семью медными трубами!





Тот же самый эффект можно наблюдать, слушая расстроенное фортепиано. Каждый молоточек должен одновременно бить по нескольким струнам, настроенным на одну и ту же частоту. Если перенастроить эти струны, тем самым изменив частоту, из-за интерференции сила тона будет казаться неоднородной. Вот почему звук расстроенного пианино кажется нам «разбитым».

Слуховая кора головного мозга

^{Слуховая кора мозга организована по принципу тонотопии. Это означает, что клетки мозга реагируют на разные частоты и расположены друг за другом, как клавиши на клавиатуре. Подобным образом устроена и ушная раковина (улитка), улавливающая звуковые сигналы.}



Необработанные данные, поступающие в ухо, передаются в первичную слуховую кору, расположенную в задних отделах верхней височной извилины в височной доле (gyrus temporalis superior) в обоих полушариях мозга. Как мы уже говорили, слуховая кора организована по принципу тонотопии — а это значит, что своим расположением клетки, реагирующие на различные частоты, напоминают клавиши на клавиатуре.

Но у слуховой коры есть еще одна функция: перед тем как снова сложиться в понятную картину, все характеристики звука отделяются друг от друга (декомпонуются). Анализ различных характеристик звука проходит в областях возле первичной слуховой коры — их называют слуховыми ассоциативными зонами. Там частоты объединяются, становятся тонами, аккордами и мелодиями — и приобретают смысл.

Высота тона

С момента обнаружения того, что восприятие высоты тона строится в мозге, наука ищет отвечающий за это центр. Довольно долго исследования в этой области проводились в основном на животных. Игольчатые электроды, вживленные разным животным в слуховую кору, помогли зарегистрировать ответную реакцию отдельных нервных клеток на различные виды звуковой стимуляции. Так ученые выяснили, что кроме нервных клеток, реагирующих на особые частоты и организованных по тонотопическому принципу, в коре головного мозга есть также нервные клетки, которые откликаются только на сложные тоны, то есть тоны с обертоновым рядом. Исследования, проведенные на животных, показали, что только около 20 % нервных клеток слухового отдела мозга реагируют на такую сложную стимуляцию. Именно эти клетки можно обмануть с помощью обертонового ряда и услышать отсутствующий основной тон. Возможность понять, в какой части мозга образуются такие конструкции, нам дают современные технологии визуализации, такие как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), а также электрофизиологические исследования, например электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ) (см. текст в рамке на следующей странице). Благодаря этим технологиям можно заглянуть в мозг живого человека, выполняющего различные задачи. Однако проводить исследования по-прежнему сложно. Результаты напрямую зависят от того, какие выполняются задания и какой применяется метод. Также не в последнюю очередь они зависят от выбранной группы испытуемых (например, совсем разные результаты будут у музыкантов и у тех, кто никогда не обучался музыке).

Отдел мозга, расположенный прямо перед первичной слуховой корой, так называемые извилины Гешля, показывает высокую активность во время большинства исследований, в ходе которых проводился анализ высоты тона. Особенно быстро и последовательно извилины Гешля активируются при изменении тона. Многие исследования зафиксировали активность чуть далее, в височной доле — в отделе мозга под названием «темпоральная плоскость» (planum temporale). При нестандартных изменениях высоты тона отмечается особая активность в темпоральной плоскости. Кроме того, у отдельных испытуемых наблюдается активация теменной доли и приграничных областей зрительной зоны в задней части мозга, в то время как у других активируются передние отделы мозга (префронтальная кора). Следовательно, процесс обработки высоты тона имеет индивидуальные черты, а извилины Гешля и темпоральная плоскость (planum temporale) являются важнейшими отделами, активирующимися у всех одинаково часто.





Начальные фазы анализа высоты тона одинаково затрагивают слуховую кору мозга обоих полушарий, но если тон модулируется или меняется, правое полушарие постепенно начинает доминировать.

Наверное, это не так уж удивительно, ведь правое полушарие в целом имеет лучшее «спектральное разрешение» и у него сильнее развита способность мгновенно анализировать поступающую в мозг информацию. Это относится не только к звуковой стимуляции. Восприятие пространственных отношений, сложных фигур и положения тела в пространстве (ощущение тела) — вот примеры того, за что в основном отвечает правое полушарие. Левое, наоборот, лучше собирает информацию за какой-то период времени, например объединяет цепочку звуков в слово. Итак, у большинства из нас за анализ высоты тона в основном отвечает правое полушарие. На это также указывают исследования пациентов с различными повреждениями мозга — например, после операций, инсультов или травм. Пациенты с повреждениями слухового отдела в правом полушарии не слышат отсутствующий основной тон. Их мозг больше не может «создать» его. Однако есть и исключения. Судя по всему, музыканты, особенно те из них, кто рано начал учиться музыке, а также люди с абсолютным слухом анализируют высоту тона в большей степени левым полушарием мозга. Об этом мы поговорим далее.



Карл Штумпф (1848–1936) — немецкий философ и психолог. Его по праву считают пионером экспериментальной психологии, он исследовал «психологию тона» и происхождение музыки. Его работа заложила основы сразу двух исследовательских областей — экспериментальной психологии и музыкальной этнографии. Об этом он написал две книги: «Психология музыкальных восприятий» (Tonpsychologie) и «Происхождение музыки» (Die Anfänge der Musik)[2].

Штумпф изучал эволюцию музыки посредством анализа музыки, записанной в различных примитивных племенах. В качестве материала Штумпф использовал более 30 000 восковых валиков с музыкальными записями со всего света, которые он взял из Берлинского этнологического музея и Берлинского фонограмархива. Начал он с культуры Шри-Ланки, затем двинулся на восток, к Тихоокеанскому региону, в Южную Америку, Африку и обошел таким образом всю планету. Штумпф был очень способным музыкантом и имел все предпосылки для занятий музыкальным анализом. Его интересовали и вопросы восприятия музыки. Хотя общепринятые взгляды на музыкальную эволюцию изменились, открытия Карла Штумпфа важны и по сей день, например введенное им понятие «фузия», описывающее явление, возникающее при восприятии тона, его высоты и аккордов. Теория консонанса также по-прежнему основывается на открытиях Штумпфа.

Абсолютный слух и синестезия

Абсолютный слух — это способность идентифицировать и/или воспроизводить указанную высоту тона, или ноту, напрямую, не используя в качестве исходной точки никакие дополнительные средства, например камертон или музыкальный инструмент. Это довольно редкое явление, его можно наблюдать всего у одного человека из 10 000. Абсолютный слух наиболее часто встречается у музыкантов азиатского происхождения. Это качество передается по наследству — вероятно, информация заложена в хромосомах 4 или 8, — но сам ген пока еще не идентифицирован. Но дело не только в генах. Чтобы развить абсолютный слух, ребенок должен начать заниматься музыкой на правильно настроенном инструменте до того, как ему исполнится семь лет. Если говорить о нейроанатомическом строении, у людей с абсолютным слухом сильно выражена асимметрия темпоральной плоскости (planum temporale) — слева эта область развита гораздо лучше. Кроме того, для анализа высоты тона музыканты с абсолютным слухом больше пользуются левым полушарием мозга.

Когда мелодию анализирует человек с абсолютным слухом, отделы его мозга, отвечающие за кратковременную и рабочую память, активизируются в меньшей степени, чем у других музыкантов. Большинству приходится помнить взаимосвязь между высотами предыдущих тонов, чтобы соединить их в мелодию, однако людям с абсолютным слухом не нужно сравнивать каждый последующий тон с предыдущими. Они обрабатывают информацию о нем напрямую, независимо от памяти. При написании музыкальных произведений они, разумеется, получают ряд преимуществ. Поэтому многие видят в абсолютном слухе предпосылку для развития большого музыкального таланта. Однако этому нет абсолютно никаких доказательств. Ни Георг Шуман, ни Петр Чайковский, ни Рихард Вагнер не обладали абсолютным слухом, однако у некоторых известных музыкантов, например у Вольфганга Амадея Моцарта и Камиля Сен-Санса, он был.

Абсолютный слух дает не только преимущества. Иногда он приносит и мучения. Например, европейские симфонические оркестры обычно настраивают инструменты чуть выше, чем американские. Это мешает восприятию человека, привыкшего к другому эталону высоты звука: для него музыкальные инструменты будут звучать по-другому или даже покажутся расстроенными. Пианист с абсолютным слухом сталкивается с похожими трудностями, когда играет на инструменте, который настроен чуть выше или чуть ниже, чем он привык. А если человек с абсолютным слухом услышит мелодию в регистре, отличающемся от привычного, она покажется ему странной. Синестезия — еще одно необычное свойство восприятия. Суть явления в следующем: стимуляция одной сенсорной системы (например, слуха) автоматически ведет к отклику в другой (например, зрении). Люди с синестезией приписывают тонам, аккордам и тональностям особые цвета, и, по их ощущениям, музыкальное произведение, сыгранное в необычной тональности, приобретает другой цвет. Синестезия такого типа была у Николая Римского-Корсакова, Яна Сибелиуса и Александра Скрябина. В 1910 году русский композитор Скрябин написал световую симфонию. В партитуру симфонической поэмы «Прометей» (или «Поэмы огня») он включил световую клавиатуру под названием Tastiera per luce. Со световыми эффектами произведение исполняли в Нью-Йорке в 1915 году и на фестивале в Бергене в 2018-м. Наблюдая за исполнением поэмы, слушатель получает возможность представить себе синестезию Скрябина. Сейчас световая клавиатура и деревянный диск с разноцветными лампочками хранятся в доме-музее Скрябина в Москве.

Синестезия не обошла и других известных музыкантов — Ференца Листа, Дюка Эллингтона и Билли Джоэла, а также русского художника Василия Кандинского. Он писал то, что видел во время прослушивания музыки. Можно сказать, что мы все в определенной степени синестетики, во всяком случае в детском возрасте, потому что мозг интерпретирует наши ощущения на более высоком уровне по сравнению с той частью коры, которая анализирует лишь информацию от отдельных органов чувств (например, зрительная или слуховая кора). Интерпретация ощущений почти всегда связана с тем или иным чувством и памятью (зачастую не имеющей отношения к конкретному органу чувств). Потому граница между эмоциями почти всегда условна.

Эффект «буба — кики» — пример связи между визуальным и аудиальным восприятием. Среди людей с абсолютным слухом много синестетиков, но при синестезии активируются все-таки другие участки головного мозга. С точки зрения нейрофизиологии эти два типа нестандартного восприятия музыки являются разными явлениями.

Музыкантов с абсолютным слухом подстерегает еще одна проблема: с возрастом сбивается внутренняя «настройка». Человек стареет, а одновременно с этим съеживается улитка. Базилярная мембрана становится более жесткой, и резонанс для разных частот чуть сдвигается. Нервным клеткам, которые раньше стимулировал тон с частотой 440 Гц, с возрастом для стимуляции требуется уже чуть более высокая частота. Память мозга на тоны, однако, не меняется, а изменения протекают так медленно, что мозг не осознает, что улитка перенастроилась. Частоту, которая раньше воспринималась, например, как ноту «до», с возрастом мозг начинает воспринимать как до-диез или ре, тем самым приписывая ей иные характеристики. Хотя конкретное музыкальное произведение исполняется в той же тональности, что и раньше, слушателю кажется, что оно звучит чуть выше. Для музыканта это может оказаться весьма мучительной проблемой. В пожилом возрасте на нее жаловались пианисты Святослав Рихтер и Алисия де Ларроча.

Тоны Шепарда

Одна из самых известных звуковых иллюзий, связанных с тоном, — тоны Шепарда, названные так в честь открывшего их психолога Роджера Шепарда. Тон Шепарда — это два чистых тона (то есть без обертонов, см. предыдущую главу), расположенные друг от друга на расстоянии октавы и звучащие одновременно. Если один из них будет постепенно опускаться, второй — подниматься, а одновременно каждый из них, соответственно, будет затихать и вновь увеличивать громкость, образуя петлю, возникнет звуковая иллюзия постоянно повышающегося или понижающегося тона, который раз за разом возвращается в исходную точку. Будет тон восприниматься как поднимающийся или опускающийся, зависит от того, какой из двух исходных будет повышаться, а какой — понижаться.



^{Какая из этих фигур кики, а какая — буба? 95 % опрошенных назвали бубой левую. Это классический пример синестезии. Округлые формы ассоциируются с «круглыми» звуками [б] и [о], а угловатые фигуры — с «острыми», такими как [к] и [и].}



Иллюзия связана с интерпретацией мозгом высоты тона, ведь способность мозга верно определить высоту тона полностью зависит от обертонового ряда. В отсутствие обертонов мозг не может определить позицию чистых тонов в октаве, однако четко понимает, поднимаются они или опускаются. Родственная визуальная иллюзия возникает, когда мы видим, что спираль, изображенная на медленно вращающемся шесте, движется вверх или вниз — такие объекты раньше висели у входа в цирюльни.

Дальним родственником тонов Шепарда является так называемый парадокс тритона, демонстрирующий, насколько тесно в нашем мозге связаны язык и музыка. Тритон — это три полноценных тона, то есть шесть полутонов или пол-октавы.



^{На хроматическом круге все 12 тонов расположены по возрастающей, если двигаться по часовой стрелке. Пройдя полный круг (например, от ноты до до опять же до), мы окажемся в исходной точке, но уже на октаву выше. Если взять расположенные точно друг напротив друга тональности, разница между их основными тонами составит тритон.}



Такой интервал в традиционной западной музыке в принципе считается негармоничным и с давних времен зовется diabolus in musica («дьявол в музыке»). Но в эпоху барокко его начали использовать чаще. Для современной музыки он не является редкостью и встречается, например, в септаккордах. Пример тритона — расстояние между нотами фа и си. На хроматическом круге (см. рисунок) тритоны расположены строго друг напротив друга. Если сыграть тоны Шепарда, расположенные друг от друга на расстоянии тритона, интервал между ними не пойдет ни вверх, ни вниз, поскольку в обоих будут представлены две октавы. Значит, парадокс тритона не объясняет повышение или понижение интервала. Однако большинству людей кажется, что тон все же понижается или повышается. Удивительно, но наше восприятие никак не связано ни с уровнем музыкальной подготовки, ни и с наличием абсолютного слуха. Однако оно имеет тесную связь с устной речью. Например, доказано, что люди родом из Калифорнии интерпретируют пары тонов совсем не так, жители Южной Англии или Вьетнама. То, как для них звучат тоны, зависит от языка (английского или вьетнамского) и акцента (калифорнийского или южноанглийского). Это дает ответ на вопрос о том, как восприятие высоты тона мозгом влияет на восприятие и языковой, и музыкальной мелодии. Кроме того, это показывает, как изучение языка тренирует наш пластичный мозг для понимания музыки — и наоборот. Примеры этого мы еще встретим далее.

От тона — к тембру, мелодии и гармонии

Почему нота до на фортепиано звучит не так, как на скрипке или трубе, хотя они имеют одну и ту же базовую частоту и обертоны? Почему же они такие разные? А как быть с нотой, которую играет целый симфонический оркестр? У оркестра есть общая гармония, однако мы можем расслышать и звучание каждого инструмента по отдельности. Как такое возможно? Этот вопрос мы и рассмотрим далее.

Уникальность тембра

Голос каждого из нас уникален. Как и наши отпечатки пальцев, он узнаваем и неповторим и у взрослых редко радикально меняется до конца жизни. Некоторые американские интернет-банки во время звонков уже могут идентифицировать клиента по голосу, и пароли теперь не нужны — настолько голос уникален как маркер. Даже когда вокруг нас шумно, мы с легкостью узнаем другого человека по голосу. Вероятно, эта способность была важна для выживания уже на ранних этапах эволюции.

Если взять одну и ту же ноту на фортепиано и на гитаре, мы услышим заметную разницу в тембре. Как так получается? Ведь струны обоих инструментов вибрируют с одинаковой частотой. Дело в том, что вибрирует не только струна. Тембр также зависит от вибраций резонаторного ящика, в котором струна дает отзвук. Также тембр определяют форма и материал, из которого изготовлен инструмент, потому что резонаторный ящик не одинаково усиливает все тоны обертонового ряда. Следовательно, инструменты звучат по-разному, поскольку сила принадлежащих одному обертоновому ряду тонов тоже разная. К тому же есть еще целый ряд характеристик звука, благодаря которым мы различаем инструменты.

Одна из важнейших характеристик — начало тона (атака). Тон фортепиано зарождается в тот момент, когда молоточек бьет по струне. Тембр отличает его, например, от тона скрипки. Благодаря информации о тембре — о том, как сила ослабевает со временем (спад), сколько длится звучание (задержка) и как оно завершается (затухание), — мы понимаем, что за инструмент слышим. Эти четыре характеристики (атака, спад, задержка и затухание) можно менять с помощью звуковой обработки или блока определенных эффектов — и тем самым менять тембр тона. Например, если изменить начало фортепианного тона, убрав атаку (и тогда мы не услышим удар по клавишам), будет намного сложнее распознать тон как фортепианный. Кроме того, многие инструменты позволяют сознательно менять манеру игры и добиваться особого звучания в зависимости от требуемого эффекта. Примером может служить использование педали сустейна у фортепиано. Скрипачи же играют разными штрихами.

Точно так же уникальным человеческий голос делают различия в строении черепа, полости рта, придаточных пазух носа и гортани, а также в манере речи. Пропойте гласные [а], [э], [о], [у] в одном тоне, глядя на себя в зеркало, — вы увидите, что малейшее изменение формы рта и глотки придает тону совершенно иной тембр. Однако лишь очень немногие из нас способны изменять голос так, что даже близкие не смогут его узнать. Прежде всего потому, что сознательно мы можем повлиять лишь на некоторые «голосовые настройки». Уникальность голосового тембра главным образом обусловлена уникальностью обертонов в регистре — она появляется благодаря анатомическим особенностям черепа, полости рта, придаточных пазух носа и гортани. Чтобы действительно заговорить другим голосом, нам придется каким-то образом повлиять на анатомию — например, набить рот бумагой или поместить микрофон на горло перед гортанью, а не поставить его возле рта. Если проделать это, можно изменить до неузнаваемости любой голос.

Категоризация

Наша удивительная способность распознавать голоса и музыкальные инструменты связана с фундаментальной способностью человеческого мозга — он умеет очень хорошо и быстро сортировать объекты по категориям. Компьютеру необходимо довольно большое количество данных, чтобы понять разницу между табуреткой и животным или между собакой и коровой и научиться точно различать эти объекты. Дети же учатся понимать эту разницу практически мгновенно. Если в человеческом мозге есть ментальное представление о чем-то, он узнает этот объект с любой стороны — зачастую имея минимум данных. Вероятно, это качество было важным для выживания в процессе эволюции. Тот, кто мог быстро отнести предмет к какой-либо категории, имея неполную информацию, получал преимущество в борьбе за выживание и быстрее замечал опасности (хвост тигра в кустах) и возможности (съедобный фрукт в густой листве). При входе на некоторые сайты нас просят подтвердить, что мы не роботы. Вопросы, на которые мы должны при этом ответить, кажутся нам до смешного простыми, однако робот с ними не справится. Схожий механизм позволяет нам распознавать отдельные музыкальные инструменты в сложной тембральной картине, которую создает симфонический оркестр. Уму непостижимо, как это вообще возможно.

Звуковой хаос

Как мы уже говорили, каждый источник звука — не важно, инструмент или голос — создает непрерывный поток звуковых волн с различными частотами. И одновременно наша слуховая система принимает информацию от огромного количества источников. Только вдумайтесь, сколько звуков мы слышим на улице: шум моторов проезжающих автомобилей, обрывки речи проходящих мимо людей, музыку из открытых дверей, наши собственные шаги, шуршание одежды и шаги других пешеходов, гул летящего в небе самолета, лай собак, крики уличных продавцов, велосипедные звонки, плач младенца в коляске на противоположной стороне улицы. Все эти звуки создают какофонию разных частот — и все они долетают до уха одновременно. То же самое происходит, когда мы слушаем симфонический оркестр. Основные тоны и обертоны десятков музыкальных инструментов выстраиваются в длинную стену, состоящую одновременно из тысяч волн с различными частотами. Мозг должен как-то превратить этот акустический хаос в осмысленные отдельные звуковые потоки, чтобы общая картина обрела смысл. Только так мы сможем отличить плач младенца от грохота автомобиля. И только так в общем потоке звучания мы отличим трубу от скрипки — ну и, раз уж мы заговорили об этом, то и от покашливаний в зрительном зале.

От тонов — к мелодии

Чтобы выполнить чудовищно сложную задачу — отделить друг от друга источники звука в звуковом ландшафте, мозг должен уметь различать звуки, которые никак не связаны друг с другом (идут из разных источников), и группировать те, что имеют связь (идут из одного источника). Чтобы было не так сложно, этот процесс можно разделить на вертикальный анализ, выполняемый в тот же момент, и горизонтальный, выполняемый спустя некоторое время.

Вертикальный анализ еще называют «спектральной организацией» всех одновременно звучащих частот, которые улавливает ухо. Во время этого процесса хаос входящих частот упрощается, так как все связанные друг с другом частоты сливаются в один звук. Об этом мы упоминали в главе «От звука — к тону»: мозг воспринимает все частоты, принадлежащие одному гармоническому спектру, как один тон. Например, тон, который мы слышим как ноту ля, на самом деле содержит множество частот, а именно его обертонов (440, 880, 1760 Гц и так далее). Спектр упрощается на бессознательном уровне, и мы слышим только базовую ноту ля. Звуковая картина, возникающая в этот момент в нашем сознании, оказывается значительно проще. Так готовится основа для горизонтального анализа, или секвенциальной организации звука в мозге.

При горизонтальном анализе отдельные звуки преобразуются в единое целое, обладающее смыслом. Лучшие примеры этого явления мы зовем мелодией. Для нашего восприятия мелодия — последовательный ряд отдельных звуков, бессознательно объединяемых нами в одно целое. Будут ли идущие один за другим звуки восприниматься нами именно таким образом (то есть как мелодия), зависит от целого ряда факторов. Самые важные факторы — это временной интервал (то есть темп), разница в высоте тона и степень гармонии (консонанс). Те тоны, которые не сильно отличаются друг от друга по высоте, при анализе по прошествии некоторого времени легче воспринимаются как целое, чем тоны с большой разницей в высоте. Точно так же тоны с одинаковыми (ритмичными) временными промежутками проще воспринимаются как целое, чем тоны с неодинаковыми (неритмичными) промежутками, а тоны, имеющие больше совпадающих обертонов (консонансные интервалы), легче воспринимаются как связные, чем тоны с меньшим количеством совпадающих обертонов (диссонансные интервалы). Исходя из основных критериев, мы автоматически классифицируем последовательно поступающие тоны или как связные, или как несвязные. На этом нейробиологическом явлении строится наше восприятие мелодии как единого целого. Композиторы могут использовать его, чтобы обмануть нас, и мы услышим мелодию, которой на самом деле нет. В ряде фортепианных произведений венгерского композитора Дьёрдя Лигети, например, левой рукой играется одна мелодия, а одновременно с ней правой рукой — еще одна. Когда руки играют вместе, слышна третья мелодия — которую мы никак не можем услышать, если руки играют по отдельности.

Гармония и гаммы

Человеческая способность относить явления окружающего мира к той или иной категории распространяется на данные, поступающие от всех сенсорных систем, в том числе от слуховой. Как мы говорили в предыдущей главе, наш мозг оснащен особым механизмом (в первичной слуховой коре) для анализа высоты тона. Когда мы слушаем музыку, мы категоризируем различные высоты и скачки тона и разделяем их на структурированные интервалы и гаммы. Часть этого процесса обусловлена культурой, то есть мы его усваиваем. В разных культурах можно найти разные гаммы с неодинаковым числом тонов и скачков тона. Однако общие черты наблюдаются во всех известных ладовых системах (за исключением 12-тоновой системы и некоторых искусственно созданных). Самая важная и актуальная для всех известных ладовых систем черта в том, что тон на октаву выше основного считается таким же (расстояние от одной ноты до до другой, на семь тонов правее на фортепианной клавиатуре и далее к следующей ноте до, еще на одну октаву выше). Этот интервал можно получить, удвоив частоту колебаний (например, от ноты ля первой октавы, 440 колебаний в секунду (герц), до ля второй октавы\', 880 герц). Это соответствует следующему физическому явлению: первый обертон обертонового ряда находится на октаву выше основного. Все обертоны уже для нового тона будут, в свою очередь, входить в обертоновый ряд исходного.

Так как на этом природном явлении строятся все известные ладовые системы, оно отражает процесс, во время которого мозг относит к одной категории тоны с разницей в октаву: они обрабатываются как одинаковые тоны, так как представляют собой варианты одной частоты колебаний. Если два человека поют хором и при этом один из них — на октаву ниже, оба почувствуют, что поют в одном тоне. В целом для мозга два тона с разницей в октаву означают один и тот же тон. Поэтому октава — это именно тот интервал, который берется за основу музыки во всех известных культурах. Исключением может стать какая-нибудь не известная нам культура, не раскладывающая тональности на октавы. Что любопытно, музыка представителей такой культуры не будет выходить за пределы одной октавы.

Средний тон

Третий тон, обязательно присутствующий в натуральном звукоряде, — тон в середине октавы. В западной гамме это, например, нота соль в шкале от ноты до до ноты до. Если удвоить частоту колебаний в ноте соль и найти середину между этими двумя тонами, мы услышим ноту ре. Если удвоить и эту частоту и снова разделить ее пополам, в середине окажется нота ля. Продолжив и далее делать то же самое, мы получим все 12 полутонов, которые называют пифагоровым строем или натуральным звукорядом. Если расположить полутоны по кругу, они выстроятся в квинтовый круг, который наглядно демонстрирует природное расстояние между тонами согласно частоте колебаний. И, вероятно, именно его существование объясняет, почему мозгу свойственно классифицировать тоны согласно этой системе, хотя иногда они в нее не вписываются. Если тон слегка отклоняется по частоте от природного идеала, мы будем склонны ассоциировать его с ближайшим тоном этой системы.

Квинтовый круг, разумеется, нельзя назвать абсолютно полным, а кроме того, есть традиции с большим и меньшим количеством тонов (например, в индийских мелодических системах интервалы могут составлять четверть тона). Но принцип тем не менее остается неизменным: мозг склонен классифицировать тоны точно в соответствии с частотой колебаний. Поэтому мы можем смириться с тонами, которые звучат не совсем точно. И именно на этом принципе основана современная «темперированная» гамма, состоящая из 12 полутонов. Они не соответствуют тем частотам, которые мы получим, если выстроим тоны согласно принципам Пифагора. По законам физики квинтовый круг является «восходящим не полностью». Если пройти его целиком, то, например, ноты ми-бемоль и фа или ре-диез и ми-бемоль не будут иметь один и тот же тон. Возникшая разница в числе колебаний составит примерно четверть полутона. Это явление еще называют пифагоровой коммой. Именно из-за него мелодия звучит по-разному в разных тональностях и зазвучит фальшиво при переходе в другую тональность, если использовать натуральный звукоряд.





Раньше, до появления темперированной гаммы, это накладывало большие ограничения на правила построения музыкального произведения. Проблему решали по-разному. В какой-то момент, например, пользовались клавиатурой, в каждой октаве которой было 24 клавиши, и на ней можно было сыграть чисто в любой тональности. Не очень-то удобный метод!

Настройка

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].

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.

Мелодия

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.

В какой части мозга?

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.



Тянущееся время

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.

Время как движение

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.

Время как память и ритм

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]. 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]. 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!

Как рабочая память все упрощает

Если сравнить жизнь с фильмом, то рабочая память — это наши впечатления примерно за последние 20 секунд. Она постоянно обновляет данные. Воспоминания, которые мозг считает важными (например, те, которые связаны с яркими эмоциями), направляются в долговременную память, но большинство просто исчезает. В рабочей памяти мы способны одновременно удержать шесть — восемь единиц информации (например, определенную последовательность чисел). Это ограничение мозгу приходится учитывать, анализируя то, как события развиваются во времени.

Как мы уже упоминали ранее, 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, раз-два-три-четыре у марша. Но последовательность раз-два-три-четыре, раз-два-три-четыре мы воспринимаем скорее как раз-два-раз-два-раз-два-раз-два. Все дело во врожденной потребности мозга стремиться к упрощению ряда до наименьшего общего кратного. В этом случае мы получим последовательность раз-два-раз-два для размера такта 4⁄4, но по-прежнему раз-два-три, раз-два-три для размера 3⁄4. Такт 6/4, напротив, легко ошибочно принять за раз-два-три, раз-два-три — в этой последовательности один из трех ударов окрашен сильнее. Это явление называют группировкой объектов (chunking). Мозг попытается свести крупные сложные повторяющиеся единицы к более мелким и простым. Так их будет проще запомнить. Как мы уже говорили, мозг не может зараз поместить в рабочую память больше шести — восьми единиц информации. Но с помощью группировки воспоминаний кратковременная память может вместить в себя больше информации и сделать ее более наглядной. Это касается не только музыки. То же самое и с речью: мозг может рассматривать как единое целое знакомые фразы и даже целые предложения, а не только отдельные слова. Таким образом, мы можем удерживать в рабочей памяти больше информации и строить длинные и сложные предложения и высказывания.

Стремление мозга группировать различные элементы выражено настолько сильно, что он видит ритмы даже там, где их на самом деле нет. У тикающих часов большинство услышит звук «тик-так-тик-так» — ритмическое ударение будет повторяться через раз. Но на самом деле часы каждый раз издают один и тот же звук: «тик-тик-тик-тик». Следовательно, мозг настолько нацелен на поиск ритмов, что создает их из ничего.

Чтобы ощутить ритм именно как ритм, мозгу необходима повторяющаяся структура — с ее помощью он формирует ожидание следующего удара. Поэтому ритмическая структура может содержать не больше шести — восьми различных ударов (единиц) и должна повторяться каждые 10‒20 секунд (время работы кратковременной памяти), чтобы память не переполнялась. Вот почему музыкальное произведение сложно узнать, если его исполняют слишком медленно, и довольно легко, если его играют быстро. Если не все основные единицы музыкального произведения уместятся в кратковременной памяти, так как мелодия звучит слишком медленно, у мозга не получится сравнить полученную информацию с той, которая имеется у него в базе данных, и опознать структуру как музыкальное произведение.

Тайна ритма

Объем рабочей памяти и нехватка опыта также накладывают ограничения на то, насколько сложные ритмы мы способны воспринимать именно как ритм, а не как хаотичный набор звуков. Зачастую это вопрос практики: чем дольше мы учимся воспринимать сложные ритмы, тем лучше мозг группирует элементы. Благодаря этому мы со временем обретаем способность одновременно удерживать в кратковременной памяти большее количество элементов и понимать более сложные ритмы. Учиться этому, как и всему остальному, лучше всего в детстве. Если рано начать слушать сложные ритмы, мозг научится лучше группировать удары и тоны — так, чтобы они не пропадали из рабочей памяти. Полученную информацию он структурирует и сравнивает с ранее услышанной музыкой — так мы учимся строить гипотезы о ритме и структуре и чувствовать пульс музыки. Современным западным слушателям по этой причине не слишком нравятся неровные ритмы, или полиритмия, хотя они в изобилии присутствуют в народной музыке и музыке первобытных племен (она подразумевает, что люди являются участниками действа, а не просто слушателями). Сложная полиритмия наблюдается, например, в балканских и африканских барабанных ритмах. Необходима определенная тренировка, чтобы распознавать такие ритмические структуры, — в противном случае человек будет воспринимать их как какофонию. Корни современной западной академической музыки уходят в григорианское пение, а в нем ритмическая структура отсутствует. Несмотря на то, что в эпоху барокко создавалась ритмически более сложная музыка, во времена классицизма и романтизма возрастала сложность гармонии, тембра и мелодической линии, а ритм упрощался. Наивысшей точки такое развитие достигло у Малера и Вагнера.

Возможно, все дело в том, что количество информации, которое мозг способен принять и проанализировать во время прослушивания и исполнения музыкального произведения, ограниченно. Следовательно, если усложняется гармония и мелодия, необходимо упростить ритм, сохранив тем самым целостность музыкального произведения. Видимо, мы вынуждены выбирать: либо сложные мелодия и гармония, либо сложный ритм. На то и другое сразу кратковременной памяти и анализаторских способностей мозга просто-напросто не хватит. Современная поп-музыка, рок и джаз имеют очень простые ритмы по сравнению с музыкой первобытных племен. Несмотря на отдельные примеры чистой полиритмии в джазе, мы гораздо чаще встречаем синкопирование простого основного ритма, что можно скорее рассматривать как фрагменты полиритмии. Так что, хотя у музыкантов, особенно у джазовых, чувство ритма лучше, чем у тех, кто не занимается музыкой, даже джазовые музыканты не сравнятся с теми, кто играет на традиционных африканских барабанах.

Общий ритм

Во всех первобытных культурах полиритмия была нормой. Мы от природы к ней склонны: все сложные движения нашего тела полиритмичны. Разные группы мышц сокращаются и расслабляются в разной последовательности — в руках и ногах, справа и слева — и на различных этапах движения.

Все движения зависят от точного расчета времени. А все движения, требующие повторений, такие как бег и ходьба, очень ритмичны. Когда мозг анализирует слышимые нами ритмы или создает собственные, работают те же моторные системы, что при совершении телодвижений. Это объясняет нашу удивительную склонность привязывать движения тела к внешним ритмам, двигаться им в такт. Эта способность присуща только человеку. Ребенок очень рано начинает синхронизировать свои движения с ритмичной музыкой. Обезьяна или кошка так не смогут, даже если их долго дрессировать. А когда люди вместе гуляют, они очень скоро начинают двигаться в такт. У животных такого не бывает. Музыкальный ритм, или общий ритм, кажется, присущ только человеку. Исследования также показали, что мы легче следуем ритму, источником которого является человек, а не машина. Может, дело в том, что благодаря мелким неточностям, неизбежно присутствующим в человеческом ритме, мы отличаем людей от машин и чувствуем связь с ними. Еще один научный эксперимент показал, что музыка, которую мы воспринимаем как сочиненную человеком, активирует в мозге нейронные сети, ассоциируемые с теорией сознания, или ментализацией, то есть способностью поставить себя на место другого человека. Музыка, которую, как нам кажется, создала машина, напротив, на них не влияет. Значит, мы выделяем на интуитивном уровне живое и человеческое — и чувствуем с ним связь через музыку. Это отражается и в происхождении слова «такт» — оно образовано от латинского tactus, «прикосновение». В английском слово tact по-прежнему сохраняет элементы первоначального значения — определенную чувствительность к чужой ситуации при взаимодействии с людьми. То же самое мы наблюдаем в выражении «тактичное поведение». В каком-то смысле такт всегда имеет отношение к другим людям.

Способность ритма побуждать человека к движению была известна с Античности. Гиппократ описывал, как музыка и ритм помогают пациентам, прикованным к постели после переломов в области таза (разумеется, это было задолго до того, как люди научились их оперировать). Он рассказывал, как пациенты, словно потерявшие связь со своими конечностями и разучившиеся ходить, вновь учились двигаться с помощью музыки и ритма. Об этом мы еще поговорим чуть позже.

Эмоция, мысль и движение

Под музыку автоматически подстраивается не только моторика. Это свойство присуще также пульсу, дыханию и эмоциям. Возможно, все дело в том, что базальные ганглии, расположенные в глубине мозга и играющие важную роль в программировании и планировании движений, отсылают сигналы в лимбические (связанные с эмоциями) и когнитивные (связанные с мыслями и представлениями) отделы мозга. Базальные ганглии обрабатывают параллельно эмоции, моторику и когнитивные задачи. И все эти процессы влияют друг на друга больше, чем нам кажется. Все, кто смотрел мультфильмы, подтвердят: нетрудно понять, что чувствуют герои, если мы видим, как они двигаются. В английском и французском языках слова «движение» и «эмоция» отличаются лишь одной буквой: motion/emotion. Новейшие исследования зеркальных нейронов — в этой книге мы еще рассмотрим их подробнее — это подтверждают: мозг автоматически распознает эмоции и намерения человека, наблюдая за его движениями и анализируя их. И происходит это мгновенно, задолго до того, как сознание обнаружит связь.

Но на движения влияют не только эмоции. Влияние идет и в обратную сторону. Пример тому — мышцы лица, которые сила воли контролирует лишь отчасти. Процессы, связанные с мимикой, по большей части автоматизированы: радость, печаль и другие эмоции как бы сами собой отражаются у нас на лице. Но нашими эмоциями управляют в том числе и движения. Эксперименты показали: если вы, например, возьмете в зубы карандаш (то есть натужно улыбнетесь), ваши мысли приобретут более положительную окраску, а постепенно улучшится и ваше настроение (однако это не повод целый день ходить с карандашом в зубах!). И даже доказано, что судьи имеют тенденцию выносить более строгие приговоры, если их просят наморщить лоб, а не улыбнуться. При сокращении подвижности мускулатуры — например, инъекциями ботокса (который парализует некоторые мышцы лица, убирая морщины) — в какой-то степени ослабевает способность чувствовать радость и воодушевление, а значит, отчасти уйдет и эмоциональность. Так что пожилые голливудские актеры становятся «непригодными» не только из-за мимики. Из-за ботокса, возможно, теряется способность перевоплощаться в того или иного персонажа.

В мозге движение, ритм и эмоции при прослушивании музыки связаны друг с другом столь тесно, что даже изменение темпа повлияет на нашу оценку эмоционального содержания. Медленная музыка скорее покажется нам грустной, чем быстрая. Проведенные исследования продемонстрировали, что водители, слушающие музыку с более высокими частотами (в этих исследованиях использовался рок), имеют более агрессивную манеру езды, чем те, кто слушает более спокойную музыку (например, Селин Дион). Совет от ученых: за рулем выбирайте музыку с темпом, соответствующим пульсу покоя. Если ее темп быстрее, водитель, распаляясь, начинает вести себя на дороге более агрессивно.

Ритм мозга

Как мы уже поняли, многие явления, имеющие отношение к ритму, связаны с активностью базальных ганглий. Но для восприятия ритма важен и мозжечок. У него весьма своеобразная структура. Он принимает огромное количество информации от всех отделов мозга, а отсылает, если сравнить, намного меньше. На самом деле мозжечок принимает на хранение примерно в 1000 раз больше информации, чем отдает. Входящую информацию он в значительной степени обрабатывает и анализирует еще до того, как отправить обратно.

Не будь мозжечка, наши движения стали бы отрывистыми и неверными. Именно благодаря ему указательный палец, прочертив аккуратную ровную дугу, касается кончика носа во время проверки на трезвость или на приеме у врача. Мозжечок участвует и в когнитивных процессах. Особенно в тех, которые касаются наших представлений о будущем. Спланировать движение заранее — это своего рода предсказание будущего. И кроме того, что мозжечок выполняет такие простые моторные программы, он, вероятно, еще и активно участвует во всех формах планирования будущих событий, а потому важен для обработки ритма. При обширных повреждениях мозжечка поддержка ровного ритма становится практически невозможной, как и многие другие действия. Исследования говорят о том, что мозжечок, вероятнее всего, отвечает за анализ ритма на уровне миллисекунды, в то время как базальные ганглии анализируют картину менее детально, на уровне секунды. Для анализа явлений, протяженных во времени и требующих участия рабочей памяти, мозг использует главным образом левое полушарие. К таким явлениям относится и ритм. На это указывают медицинские данные, полученные в результате исследований людей с повреждениями мозга. Для восприятия пульсации ритма, вероятно, важно и правое полушарие. Многое говорит о том, что правое полушарие играет большую роль при восприятии любого явления как единого целого — в том числе и ритма.

Исследования показывают, что, когда джазовые музыканты слышат ритм, у них также возникает активность в зоне Брока. Этот передний отдел мозга в левом полушарии обычно ассоциируют с языком и речью. Он отвечает за синтаксис языка. В вышеупомянутых исследованиях для распознавания строения сложных ритмов, возможно, активировалась зона Брока. Такие открытия подтверждают и многие другие исследования, по данным которых музыканты в большей степени используют левое полушарие, когда слушают музыку. Вероятно, это объясняется тем, что музыканты скорее распознают различные элементы музыки когнитивно. У них есть для этого отдельные термины (ритм, мелодия, гармония), и они более активно пользуются левым полушарием, отвечающим за анализ.

В языке тоже есть ритм. Но он сильно отличается от музыкального, повторяющегося и сохраняющегося на протяжении длительных временных интервалов. Языковой ритм постоянно меняется. Однако, судя по всему, первый выученный нами язык накладывает отпечаток на наше восприятие ритма. Ритм родного языка действительно влияет на то, как мы воспринимаем музыкальный ритм. Этим явлением интересовался чешский композитор Леош Яначек (1854–1926). Ритм написанных им музыкальных произведений имеет много общих черт со звучанием чешского языка — и чтобы понять это, даже не нужно быть чехом. То же самое во многом характеризует британскую музыку. Послушайте, например, Бенджамина Бриттена (1913–1976) или Эдварда Элгара (1857–1934) — вы точно почувствуете, что они британцы. Дело не только в музыкальных традициях страны, но и в базовых особенностях конкретного языка. Мы с легкостью найдем нечто норвежское в произведениях Эдварда Грига, и легко поверить, что норвежцы воспроизводят эти мотивы лучше всего. Может, это не просто предвзятое отношение? Может, родной язык должен обязательно быть норвежским, чтобы музыкант мог на высоком уровне исполнять произведения Грига, или чешским, чтобы играть Яначека? Может, это объясняет, почему столь многие любят национальных композиторов и народную музыку? Некоторые исследования изучали именно этот вопрос. Одно из них (под руководством Ханнон, 2009 год), например, показало, что слушатели могут определить довольно точно, французский или английский композитор написал инструментальное произведение. Еще одно исследование (под руководством Соли, 2010 год) выявило, что четырехмесячным младенцам с Балкан и из США детские песенки с ритмикой их культуры нравятся больше, чем другие. И Патель с коллегами в 2006 году также доказал, что длительность гласных звуков, характерная для французского и английского языков, отражается в музыке, соответственно, французских и британских композиторов.

Как мы видим, наша память — это предпосылка для восприятия ритма. Но ритм также способен помочь памяти. Намного проще запоминать рифмы и правила, звучащие ритмично, чем чисто прозаические тексты. Именно благодаря ритму можно по памяти воспроизвести всю «Илиаду» Гомера. И именно благодаря ритму австралийские аборигены вообще могут запомнить все эти песни, которые они используют для описания пейзажей и маршрутов перемещения по огромной стране.

От музыки — к эмоции

Слушая любимую музыку, мы словно оказываемся в потоке, расслабляемся и успокаиваемся. Музыка подталкивает нас к деятельности и пробуждает наши силы — все зависит от выбранной композиции и желаемого результата. С ее помощью можно создать спокойную и романтичную атмосферу после тяжелого дня или поднять себе настроение после тренировки или перед вечеринкой. Иногда мы слушаем музыку, целиком сосредотачиваясь на ее восприятии, в темном и тихом концертном зале. А иногда нас больше захватывает чувство сопричастности — словно в трансе мы подпрыгиваем вместе с толпой на рок-концерте.

В способности вызывать у нас те же чувства, которые испытывают люди рядом, и погружать нас в то же состояние, в котором находятся другие, и состоит одно из главных чудес музыки. Представьте себе парад на 17 мая[6]: как только школьный оркестр начинает играть марш, все стоящие рядом люди немедленно выпрямляют спины, поднимают головы и начинают двигаться в общем ритме, вместе маршируя и непременно попадая в такт. Всего за несколько секунд огромное количество людей, еще недавно бывших разрозненной толпой, превращается в однородную, ритмично движущуюся группу. Давайте подумаем и о том, что происходит во время похорон. Все приходят поодиночке или небольшими группами. Разумеется, случившееся влияет на всех, однако эмоции у всех разные. Затем звучит прелюдия в миноре или первый похоронный псалом. И довольно быстро все собравшиеся оказываются примерно в одном и том же эмоциональном состоянии. Неслучайно все общие ритуальные действия — от футбольных матчей до свадеб и похорон — начинаются с музыки. Способность музыки быстро и без единого слова содействовать нашему эмоциональному сближению, совершенно уникальна.

Чувства, сознание и гипотезы о мире

Хотя вышеперечисленные сценарии совершенно разные, процессы, благодаря которым в нашем мозге звучит музыка, одни и те же — и в целом они протекают на бессознательном уровне. Не нужно слишком сильно напрягаться, чтобы наши эмоции читались в наших движениях, хотя на самом деле все это довольно сложно и задействует значимую часть мозга. Какие же задачи встают перед мозгом, когда он слышит музыку?

Музыка — довольно сложное явление, взять хотя бы конкретное сочетание тональности, тембра и аккордов. Получая всю эту и многую другую информацию, мы анализируем ее и наделяем значением. Изначальная гремучая смесь, состоящая из звуковых частот, постепенно превращается в более или менее структурированные системы. Но музыка — это не только тембр и аккорды. В ней есть еще мелодия, гармония и ритм, то есть меняющиеся структуры, которые мы не можем проанализировать в отдельно взятый момент времени. Эти самые структуры нам необходимо удерживать в кратковременной памяти довольно долго, чтобы они превратились для нас в значимые и поддающиеся анализу временные последовательности. Затем мы сравниваем их с уже знакомыми частотами. Все эти процессы, собираясь вместе, образуют целостное музыкальное впечатление, влияющее на наши чувства. Как мозг это делает? В чем же секрет?

Как это часто бывает, нужно сделать шаг назад. И даже большой крюк! Но сначала стоит подробнее рассмотреть наше сознание и его функции. А затем мы поговорим об эмоциях. Будет непросто, но весело. Вперед!

Ограниченность сознания

Как мы уже говорили, основная задача мозга — строить гипотезы на будущее и непрерывно обновлять их. Что сейчас происходит, что это означает для меня и как лучше всего поступить? Оценку мозг дает автоматически на уровне подсознания — в частности, он следит за давлением, пульсом и дыханием. Возникающие потребности всплывают в сознании. Когда телу нужно пополнить запасы энергии, сигналы о пустом желудке и снижающемся уровне сахара в крови сначала отправятся к подсознательным уровням мозга. Через какое-то время сигналы станут настолько явными, что доберутся до сознания, а мы обратим внимание на то, что у нас сосет под ложечкой. И это довольно практично. У потребностей, добирающихся до сознания раньше, чем мы должны их удовлетворить, есть огромное преимущество: сознание может счесть их более важными по сравнению с другими, конкурирующими, — а сравнивать оно умеет очень хорошо. Что сейчас важнее — поесть или успеть на поезд, попить воды или убежать от рычащего льва?

К сожалению, объем нашего сознания ограничен. Если вы как-нибудь пробовали одновременно вдумчиво читать и следить за сюжетом фильма или ехать на велосипеде и писать сообщение, то вы об этом прекрасно знаете. И, естественно, доступ к сознанию получают лишь те сигналы и потребности, которые в данный момент кажутся нашему мозгу важнее других. Вот почему мы не чувствуем голода, когда поглощены просмотром интересного фильма или бежим за автобусом. Или можем не чувствовать даже очень сильную боль, если нашей жизни что-то угрожает, — в приоритете у сознания всегда находится лишь самое важное.

По той же причине на глубоких уровнях подсознания не прекращается процесс принятия решений, в который наше ограниченное сознание даже не вмешивается. Хотя мы считаем, что всегда принимаем решения сознательно и рационально, нужно понимать, что мозг постоянно взвешивает варианты и оценивает их. Во время одного эксперимента испытуемых поместили в томограф, фиксировавший активность мозга, и дали им по кнопке в каждую руку. Затем их попросили нажать на одну из кнопок; кроме того, они должны были подавать сигнал в момент, когда выбрали, какой рукой будут нажимать на кнопку. Томограф регистрировал активность в отделе мозга, руководящем выбранной рукой, на семь секунд раньше, чем испытуемые осознанно делали выбор! Даже такое простое действие, как выбор кнопки, на которую нужно нажать, оценивается (если не сказать управляется) подсознательными или даже предсознательными процессами в мозге.

Мы часто говорим «нужно положиться на интуицию». Но интуиция — это не что иное, как сумма доступных нам ощущений, бессознательно интерпретируемых мозгом. «Положиться на интуицию» — значит всего лишь положиться на бессознательный выбор, сделанный мозгом. Зачастую это весьма разумно. Дело в том, что мозг основывает этот бессознательный выбор на миллиардах импульсов, идущих от всех сенсорных систем, а также на опыте, полученном в схожих ситуациях. Таким образом, к «автоматическим» решениям, которые принимает наше подсознание, стоит относиться внимательнее. Ведь наш мозг имеет склонность отдавать предпочтение тому решению, которое немедленно принесет нам удовлетворение (например, он предпочтет дать нам съесть еще кусочек торта, снизив приоритет цели похудеть, или пройти еще один уровень компьютерной игры, вместо того чтобы читать учебник).

Здесь и появляются эмоции.

Чувство музыки

Почему нам приносит такую радость композиция «Walking on Sunshine», поп-хит группы Katrina and the Waves, а вот Ноктюрн № 20 до-диез минор Шопена, наоборот, заставляет грустить? Почему музыка имеет для нас столь яркую эмоциональную окраску? Чтобы найти ответ, прежде всего нам надо узнать побольше о том, что такое чувства и каковы их функции.

С точки зрения нейробиологии есть разница между эмоциями и чувствами. Под эмоциями понимаются физиологические реакции тела, возникающие, как правило, как ответ на внешний стимул. Многие, увидев змею, почувствуют, что сердце бьется быстрее, во рту пересохло, кожа бледнеет, мышцы сокращаются. Все это — физиологическая реакция на то, что мозг воспринимает как опасность. Страх появляется как реакция на физиологические изменения (эмоции), запускаемая в тот момент, когда мы видим змею. Можно подумать, что мы ищем эту разницу (эмоция против чувства) там, где ее на самом деле нет. Однако именно в этой небольшой разнице заключается объяснение того, что такое чувство. Это ответ на то или иное состояние тела. Чувства можно рассматривать как способ мозга рассказать сознанию о том, что происходит с телом. Другими словами, чувства не имеют никакого отношения к иррациональной «чувственности» — это просто-напросто полезная информация, которую наше сознание использует для интерпретации происходящего, и реакция тела на эту информацию. Таким образом, чувства не могут быть «правильными» и «неправильными». Но мы взвешиваем и интерпретируем их в совокупности с прочими данными и благодаря этому принимаем верные решения. Когда мы видим змею и сильно пугаемся, правильным решением будет поддаться импульсу и запрыгнуть на стол, чтобы оказаться от нее подальше, ведь змея может быть опасной. А если змея перед нами пластмассовая, лучше отбросить чувство страха и, воспользовавшись информацией о том, что она все-таки пластмассовая, приглушить эмоции. Например, глубоко вдохнуть, досчитать до 20 и привести в норму пульс и дыхание. Мы постоянно принимаем решения на основе наших чувств, информации, поступающей от различных органов, и жизненного опыта. Приведем пример. Сенсорные нейроны в наших артериях регистрируют повышение содержания соли в крови (это как раз эмоция). В результате в сознании возникает чувство жажды. Наш мозг оценивает его в контексте имеющейся информации («Киоск открыт? Может, мне стоит купить воды или лучше потерпеть до дома и утолить жажду бесплатно?»), и мы сами решаем, когда пить — сейчас или позже. Велосипедист задевает прохожего, проносясь мимо на огромной скорости. Тот роняет пакет с покупками и разбивает яйца. У прохожего повышается уровень адреналина, кровь приливает к коже и повышает температуру, сердце бьется быстрее (и снова эмоция), и в сознании возникает чувство гнева. Его мозг в этот момент оценивает желание ударить велосипедиста в контексте социальных норм, возможных последствий и имеющегося опыта. Мы очень надеемся, что вы в такой ситуации решите никого не бить и вместо этого громко выругаетесь.





На наши чувства может повлиять и музыка, так как она вызывает ответные реакции тела. Как мы уже говорили, если посмотреть на получаемую от органов чувств информацию с точки зрения эволюции, наше выживание в доисторические времена было связано со способностью структурировать такую информацию, находить в ней смысл и исходя из этого действовать. То же самое и со звуками: наш мозг запрограммирован структурировать тоны и звуки и находить в обнаруженных структурах смысл. Следовательно, мы всегда берем в расчет то, что тоны и звуки имеют какое-то значение. Шведский профессор психологии Патрик Юслин разработал целую систему, чтобы попытаться понять, как идет процесс восприятия музыки. По мнению Юслина, у музыки есть как минимум семь путей, чтобы добраться до наших эмоций. Рассмотрим их подробнее:



1. Рефлексы ствола головного мозга.

Если говорить об истории развития мозга, то ствол — его старейший отдел. В стволе головного мозга протекает множество жизненно важных процессов, таких как регулировка дыхания, ритма сердца и температуры тела. Ствол головного мозга — первая точка на пути звуковых сигналов, идущих из внутреннего уха в мозг. Уже здесь частично объединяются сигналы, идущие от двух ушей, здесь же высчитывается, например, временная разница между сигналами от правого и левого уха — благодаря этому мы понимаем, где находится источник звука. Все эти процессы автоматизированы и обусловлены генетически. Слуховые рефлексы в стволе головного мозга превращают отдельные звуковые сигналы в физиологические реакции — так в мозге рождаются чувства.

Пример — резкие, неожиданные звуки, запускающие в стволе мозга реакцию вздрагивания (старт-рефлекс). Мышцы во всем теле резко сокращаются, мы моргаем и подскакиваем. Еще один пример — сильные диссонансы, автоматически приводящие тело в состояние тревоги. Вероятно, так исторически сложилось, что рев крупных и опасных животных громкий и диссонансный — следовательно, способность быстро привести себя в состояние полной боевой готовности при подобных звуках имеет большое значение для выживания. Иногда музыканты и композиторы пользуются этим механизмом сознательно, быстро и резко меняя музыкальное произведение. Например, когда после спокойной сольной партии вдруг начинает играть весь оркестр разом. На уровне ствола головного мозга активируется сеть, повышающая уровень возбуждения и внимания (в том числе через так называемую ретикулярную активирующую систему). А соответствующие эмоциональные реакции влекут за собой чувство удивления или повышенного интереса.



2. Захват ритма.

Как мы уже упоминали в этой книге, музыкальный ритм имеет множество функций. Но он также влияет и на чувства. Если слушать музыку с ярким ритмическим компонентом, под него начнут подстраиваться ритмы тела, например пульс и дыхание. Известно, что, если люди вместе слушают ритмичную музыку, их дыхание и пульс синхронизируются и приобретают общий ритм. Как мы уже знаем, физиологическая реакция превратится в эмоцию, когда дойдет до мозга. Примером может послужить тот факт, что марши или техно-музыка повышают уровень возбуждения и вызывают у слушателей чувство единения. На уровне физиологии это выражается в синхронизации пульса и дыхания. Точно так же ритм музыки отражает ритмы нашего тела. Все марши имеют двудольный размер — просто потому, что у человека две ноги, а значит, ему удобнее всего подстраиваться под двухчастный ритм. Музыка отражает ритм движений, присущий нам от природы. Было бы у нас три ноги, все маршевые произведения имели бы такт вальса, то есть 3/4!



3. Условный рефлекс.

Слово «рефлекс» описывает процесс, когда физиологическая реакция переносится от одного стимула на другой, если они воздействуют одновременно. Классический пример — эксперимент русского ученого Ивана Павлова, проведенный более 100 лет назад. Он наблюдал за усилением слюноотделения у собак во время кормления. Звоня в колокольчик во время кормления животных, он постепенно добился повышенного выделения слюны только от звонка — физиологическая реакция перенеслась с пищи на другой стимул, звон колокольчика. Рефлексы могут возникать у человека, и если он периодически слушает определенную музыку в определенных обстоятельствах. Пример тому — Норвежский танец № 2 Эдварда Грига. Его легко узнаваемая тема использовалась как вступительная мелодия к программе Norge Rundt[7] и как звуковой сигнал фургончика с мороженым. И Norge Rundt, и фургончик с мороженым вызывают множество положительных эмоций — уют, отдых, мгновения радости и чувство единения. Потому у разных людей при звуках этой мелодии возникают одни и те же ассоциации и чувства. Физиологическая реакция переносится на новый стимул — мелодию. Этот эффект, вероятно, отчасти объясняет популярность музыкальных клипов. Клипы, которые вызывают у зрителей положительные эмоции, способствуют впоследствии восприятию с аналогичными эмоциями и самой песни — уже без видеоряда.



4. Эмоциональная эпидемия.

Все мы знаем, как чужие чувства влияют на наши собственные. Увидев чье-то грустное лицо, мы тоже начинаем грустить. Мы радуемся при виде чужой радости, сочувствуем чужой боли — автоматически копируем звуки, выражение лица и положение тела пострадавшего. Представьте, какой будет ваша реакция, если кто-то прищемит дверью палец: вы автоматически крикнете «Ай!», наморщите лоб и прижмете к себе руку. Способность автоматически распознавать чужое состояние заложена глубоко в нашей нейробиологии в форме, которую называют зеркальной нейронной системой. Она состоит из мозговых клеток, которые активизируются, когда мы совершаем движение и когда видим (или слышим), как то же самое движение совершает кто-то другой.

Примером служит чужая улыбка. Это моторное действие, совершаемое определенными мышцами лица по определенной схеме, и, когда мы видим его у других, оно отражается и в нашем собственном мозге. Как мы уже говорили, эта физиологическая реакция (или эмоция) вызовет в нас чувство радости. И вот мы автоматически разделяем чувство радости, и оно не может ускользнуть от нашего сознания, работающего довольно медленно и имеющего ограниченный объем. С помощью зеркальной нейронной системы мы автоматически и молниеносно разделяем чувства с другими людьми. Такая система весьма разумна, поскольку экономит и время, и объем нашего ограниченного сознания. А наше сознание в это же время может думать о других вещах — например, о том, что бы сейчас сказать стоящему перед нами человеку.

По мнению профессора психологии Патрика Юслина, у нас есть подобная система для анализа заложенных в музыке смыслов и чувств. Автоматически и на бессознательном уровне мы понимаем, какие чувства хотел передать композитор или музыкант, и у нас самих глубоко внутри зарождаются те же самые чувства. Хотя в данный момент это лишь теория, существуют исследования, которые ее подтверждают. Например, известно, что при прослушивании экспрессивной музыки активизируется нейронная сеть, контролирующая голосовые связки (словно мозг слушателя отзеркаливает происходящее в голове у исполнителя). Известно, что при прослушивании музыкального произведения, которое слушатель и сам когда-то исполнял на фортепиано, активируются моторные отделы мозга, контролирующие движения пальцев. Если теория и имеющиеся в настоящее время данные верны, то они объясняют еще одно явление, касающееся нашего отношения к музыке, — поклонение кумиру. Неистовое преклонение перед идолом и отождествление себя с ним, характерные для фанатов известных музыкантов от Уле Булля до Джастина Бибера, в некоторой степени объясняют нейробиология и механизм работы зеркальных нейронов. Из-за них фанаты ощущают единение со своим кумиром. Как мы уже сказали, в данный момент это лишь предположения.



5. Визуальные представления.

Что вы представляете себе, когда слышите вступление к «Весне» из цикла «Времена года» Вивальди? Видите ли вы танцующие ручейки, озорных птичек, пробивающиеся из земли цветы или все вместе — ваше воображение сугубо индивидуально. Но большинство из нас все же видит кое-что общее: эта часть «Времен года» буквально заставляет нас представить себе что-то рвущееся наружу, кипучее и весеннее, а еще довольно сложно слушать композицию Брюса Спрингстина «Drive All Night» и не представлять себе машину с горящими фарами, несущуюся в ночи по американскому шоссе. Способность музыки рисовать в нашем воображении картины отчасти невербальная (музыка без слов тоже создает картины), а отчасти вербальная: в случае с «Drive All Night» текст песни описывает ситуацию, визуализировать которую также позволяет медленный, тягучий ритм и повторяющаяся мелодия. Эффект можно усилить с помощью внедрения в музыкальную композицию естественных звуков, напрямую вызывающих у слушателя визуальные воспоминания. В свою очередь, наши визуальные представления усиливают эмоциональные реакции на музыку, а тем самым и на возникающие при ее прослушивании чувства. Эффект используется в музыкальной терапии в виде техники под названием The Bonny Method of Guided Imagery and Music (BMGIM)[8], когда при прослушивании классической музыки как бы «проявляются» внутренние картины, представления о явлениях и телесные ощущения.



6. Эпизодическая память.

Музыкальное произведение бывает очень личным в том понимании, что создает особую атмосферу или вызывает в памяти воспоминание из жизни конкретного слушателя. Это явление можно назвать «Любимый, это наша песня». Обычно в жизни каждого есть один или несколько важных эпизодов, с которыми связаны определенные музыкальные произведения («Под эту песню мы первый раз танцевали» или «На концерте эта оратория произвела на меня огромное впечатление»). И когда в памяти всплывает этот особый эпизод, возникает и соответствующее чувство.



7. Музыкальные ожидания.

Мозг прогнозирует будущее, словно машина. Смысл наличия мозга, если можно так выразиться, состоит в том, чтобы уметь предугадывать будущее: что произойдет через несколько миллисекунд — на уровне рефлексов — и что случится через пару минут, часов, дней, недель и лет. В главе «Ритм» мы упоминали, что память и ожидания представляют собой две стороны одной медали. Так же обстоит дело с перцепцией (восприятием мира) и ожиданием того, что случится дальше (построением гипотез). Другими словами, задача мозга — перцепция на основе гипотез. Всю жизнь мы пытаемся с помощью внутренних, основанных на опыте микромоделей окружающего мира предугадать, что случится с нами в следующую секунду. И модели будущего непрерывно обновляются на основе данных, поступающих от наших органов чувств. Это происходит в том числе и из-за того, что наши ожидания обычно расходятся с тем, что происходит на самом деле. Или, выражаясь другим языком, из-за разницы между ожидаемым и фактическим результатом гипотеза подвергается пересмотру — а вместе с ней подвергаются ему и все наши действия.

Как мозг удивляется уже известным вещам

Наш мозг, как и все биологические образования, подверженные постоянным изменениям, пытается найти самый экономный с точки зрения времени и расходования энергии режим работы. Умение формулировать правильные ожидания — весьма полезное качество. Двумя примерами эффективности могут служить мобильная связь и обработка визуальных сигналов. Стандарт мобильной связи GSM (от французского Groupe Spécial Mobile) позволяет сократить объем передачи данных. Алгоритм linear prediction coding (LCP, линейное предиктивное кодирование) прогнозирует форму волны от одного момента во времени до другого, а затем лишь пересылаются ошибки в расчете (prediction error), для чего требуется гораздо меньшее количество данных, если сравнивать с полной информацией о волне. Видеостандарт MPEG-2 для DVD устроен похожим образом. Он пользуется данными одного изображения, чтобы спрогнозировать следующее (в фильмах каждый последующий кадр зачастую очень похож на предыдущий), а потому требуется сохранить лишь различия между ними, а не оба изображения целиком. Таким образом значительно экономится место на диске.

Когда мозг предугадывает события и строит гипотезы о мире, в нем идут похожие процессы. На основе опыта строятся предположения о том, что произойдет дальше. Если гипотезы ошибочны, они впоследствии перестраиваются. Таким образом наши представления о ближайшем будущем точнее соответствуют действительности, а наше восприятие и способность прогнозировать совершенствуются и требуют затрачивать все меньше сил. Как и в случае со стандартом DVD, нам нужно сознательно обращаться не ко всей информации, поступающей от органов чувств, а лишь к той, которая может иметь значение для будущих событий.

Таким образом, с помощью теории вероятности мы постоянно просчитываем вероятность событий в том мире, о котором нам рассказывают органы чувств. Это невероятно эффективный метод. Но иногда нам кое-что мешает. Возьмем забавный пример из скетча: ведущий новостей, как нам казалось, одетый в костюм, встает из-за стола — и оказывается, что он сидел в одних трусах. Мы удивляемся, потому что это весьма неожиданно. На сетчатке глаза реальность выглядит как двухмерная картинка: на ней изображена верхняя часть тела над столом. Но нам этого недостаточно. Поэтому мозг строит трехмерное изображение: за столом сидит одетый в костюм мужчина. Зачастую нам требуется не так уж много информации, чтобы распознать человека или некий объект. Два похожих на глаза круга, черточка-рот — и вот наш мозг уже видит лицо. Или возьмем пару отметин от сучков на коре дерева, клочки мха на камне — и мы уже можем представить себе эльфов, гномов и троллей. Мозг постоянно так работает: мы берем за основу информацию, получаемую от органов чувств, и дополняем картину, исходя из ожиданий, основанных на нашем опыте.

То же самое касается обработки музыкальной информации. Начало звуковых сигналов помогает нам строить гипотезы о том, как они могут продолжиться. Мозг старается выстроить как можно более полную картину на основе имеющегося опыта, чтобы научиться быстро ее обновлять и оставаться в курсе событий. По аналогии с уже упомянутым DVD-стандартом мозгу легче каждую секунду вносить изменения, чем снова и снова рисовать с нуля всю визуальную или звуковую картину целиком. Чтобы охватить как можно больше составных частей музыкального произведения, мозгу необходимо строить грамотные гипотезы о его дальнейшем ходе и постоянно их обновлять. Для этого нужен опыт. Мозг любителя рок-музыки, ни разу не слышавшего Моцарта, будет так же плохо предсказывать дальнейший ход пьесы Моцарта, как мозг академического музыканта — ход рок-хита или, например, индийской раги. Обоим незнакомая музыка покажется однообразной, скучной и неинтересной. Объясняется это следующим образом: из-за отсутствия опыта оба слушателя будут строить столь неудачные гипотезы о ходе музыкального произведения, что не смогут уследить за важными деталями и изменениями — и потому новая музыка покажется каждому из них однообразной и неинтересной. Все представления о тех произведениях, которые мы слышим, мозг создает исходя из ожиданий чего-то, что мы уже когда-то слышали. Поэтому сложные произведения часто начинают нам нравиться только после третьего или четвертого прослушивания, когда мы уже в состоянии улавливать большую часть их содержания, и наши впечатления постепенно становятся богаче. Привыкая к музыке, мы улучшаем свои слушательские навыки. Противоположное утверждение тоже можно назвать верным: если произведение настолько предсказуемо, что не удивляет нас, то оно также кажется нам скучным и неинтересным. Лось в лучах заката кажется нам красивым, но для произведения искусства это довольно скучный сюжет — как раз потому, что слишком предсказуемый. А некоторые поп-хиты настолько предсказуемы, что иногда мы можем спеть припев практически целиком, даже если ни разу не слышали песню ранее. Они быстро забываются — именно потому, что мозгу не нужно напрягаться, а без неожиданности не пробуждается и интерес к заучиванию.

Независимо от жанра хорошую музыку характеризует баланс между известным и неожиданным, между ожиданиями, возникающими в мозге каждую секунду, и реальным ходом музыкального произведения. Когда ожидания не оправдываются, возникает напряжение — но впоследствии оно идет на спад, так как музыка возвращается к ожиданиям. Тогда мозг воспринимает ожидания, которые не оправдались, положительно, однако они не должны идти одно за другим, чтобы не создавать хаос. То же самое происходит, когда мы рассказываем интересную историю или анекдот: необходимо сначала описать хорошо известную ситуацию (заставить слушателей чего-то ожидать), а затем выдать крутой поворот (разрушить ожидания), однако этот поворот событий не должен казаться неправдоподобным в контексте данной ситуации (необходимо вернуться к известному).

Статистический анализ самых популярных песен чарта Billboard показал, что с точки зрения гармонии в куплетах — но не в припевах — этих песен чуть больше элементов неожиданности, чем у менее популярных мелодий. Статистика подтверждает нашу гипотезу: от того, насколько гармоничным является сочетание неожиданных моментов и напряжения (ожиданий и того, что они не оправдываются), во многом зависит то, насколько сильно нам нравится музыка. Исследования мозга с помощью фМРТ показали, что мурашки и озноб возникают скорее во время прослушивания неожиданных гармоний, а не предсказуемых. Все дело в активации мезолимбической дофаминергической системы поощрения в мозге. Когда мы слушаем музыку, которая нам нравится, сначала активируются задние отделы мозга — те, что являются частью поощрительной системы и называются «полосатое тело». Это происходит еще до самого момента поощрения, а значит, данная область поощрительной системы активизируется уже во время возникновения гипотезы и ожидания поощрения. Но когда на коже появляются мурашки, то есть в момент получения максимального удовольствия, наибольшая активность наблюдается в передних отделах полосатого тела и области под названием «прилежащее ядро». Другими словами, ожидание поощрения возникает еще до того, как музыка приносит нам максимум удовольствия, а сам процесс запускается в высшей точке музыкального произведения.

Есть анекдот, в разных версиях которого фигурируют супруга Эдварда Грига Нина и жена Вольфганга Амадея Моцарта Констанца: жена (или Нина, или Констанца) пользовалась этим эффектом, чтобы муж встал после дневного сна. Она играла гамму до мажор на фортепиано до самой клавиши ля, но останавливалась на ней, не закончив гамму. Супруг (или Григ, или Моцарт) чувствовал себя некомфортно, слыша незавершенную гамму, а потому обязан был встать и нажать на клавиатуре оставшуюся клавишу си, чтобы снять напряжение, вызванное несбывшимся ожиданием. Ожидания и то, что они иногда не оправдываются, — вот что делает музыку интересной. В одном исследовании джазовые и академические музыканты, а также те, кто никогда не занимался музыкой, должны были предугадать, как продолжится бибоп-импровизация Чарли Паркера. Лучше всех с заданием справились джазовые музыканты. Другими словами, лучше всех строит гипотезы тот, у кого больше опыта. Это вполне согласуется с моделью восприятия мира и музыки, которое постепенно тренируется и зависит от гипотез.

Музыка и грамматика

Все музыкальные жанры на разных уровнях обладают собственной структурой — начиная с того, какие гармонии, аккорды и гаммы принято использовать, и до более крупных форм, например фуги и сонаты в классической музыке или 12-тактовой формы в блюзе. В детстве мы на интуитивном уровне усваиваем грамматику и синтаксис языка, а мозг точно так же интуитивно заучивает структуру тех музыкальных жанров, которые нам нравятся. Большинство из нас удивятся, если вдруг услышат типично джазовый аккорд посреди сонаты Моцарта, даже не имея теоретических знаний о гармонии, структуре и правилах, касающихся венской классики или джаза. Мозг так хорошо предугадывает ход музыкального произведения, что те, кто слушает много авангардной музыки, где по определению можно все и ничто не должно удивлять, замечают ошибки исполнителей, даже слыша произведение впервые. Даже если разрешено все, мозг все равно будет строить гипотезы исходя из опыта знакомства с жанром и улавливать несоответствия своим ожиданиям.

В соответствии с этим, вероятно, грамматику музыки и языка анализируют одни и те же отделы мозга. Во всяком случае функциональные исследования мозга говорят о том, что зона Брока — передняя речевая зона в задней части левой лобной доли. Она активируется, когда испытуемые выполняют задания, связанные с анализом — как языковым, так и музыкальным. Зона Брока активируется, когда нарушаются мелодия и гармония, а также ритм, но не при смене тембра или громкости — а это более окрашенные события, чем структурные нарушения. При повреждениях зоны Брока человек теряет способность понимать грамматику и языка, и музыки. Пациенты с повреждениями зоны Брока не могут составлять и понимать длинные грамматически корректные предложения, они также не замечают нарушения в гармонии и аккордовых последовательностях. Согласно одному исследованию, в произведениях английских композиторов в целом наблюдается большая вариативность длительности звука, чем в произведениях французов, — точно так же разговорный британский английский имеет большую вариацию в длительности языковых сегментов, чем французский язык. Во многом именно вариативность длительности звука и акцента передает чувства — и в языке, и в музыке. Другими словами, есть основания полагать, что подобная вариативность напрямую связана с языком, как мы уже говорили в предыдущей главе.



Медленно, низко и грустно — или быстро, высоко и радостно

Ряд экспериментов, в ходе которых ученые меняли высоту тона и темп музыкальных произведений, показал, что музыкальное произведение с большим количеством высоких тонов, сыгранное в быстром темпе, дарит слушателям более радостные чувства, чем та же музыка, но сыгранная медленнее и в более низкой тональности. Речь, что интересно, мы воспринимаем так же: высокий голос, произносящий слова быстро, скорее будет интерпретирован как радостный, чем тот же самый голос, но говорящий медленнее и в более низкой тональности. А мы даже не всегда замечаем, как тесно связаны язык и музыка. При интерпретации эмоционального содержания музыки и речи мы используем одни и те же механизмы и области мозга.

Что интересно, это отражается и в том, как мы говорим о положительных и отрицательных эмоциях. Положительные эмоции мы описываем словами, которые ассоциируются с высотой: «приподнятое настроение», «парить», «душевный подъем», а отрицательные — теми, что ассоциируются с глубиной: «подавленный», «упавшее настроение», «как в воду опущенный». Как мы уже упоминали в этой главе, чувства имеют телесную природу. Тело, выражая грусть, как бы оседает: мы опускаем плечи, горбимся, сгибаем колени и даже начинаем двигаться медленнее. А в радостные моменты все наоборот. «Прыгает от радости» — так мы говорим о счастливом человеке, выпрямившемся, двигающемся быстрее, чем обычно. Телесные характеристики чувств отражаются и в восприятии музыки. Высокочастотные, тонкие звуки в сочетании с быстрым темпом приносят нам радость, к тому же тот, кто их издает, также кажется нам радостным. Наш мозг, как мы уже указывали, запрограммирован на интерпретацию человеческих намерений и эмоций во всей полноте их проявления — это касается и музыки.

Чувство мажора и минора

Для нас очевидно, что минорные тональности ассоциируются с грустью и меланхолией, а мажорные — с радостью. Но почему так происходит? Самая распространенная теория указывает на уже описанные нами ранее эмоциональные явления: светлые, высокие тоны ассоциируются с радостью, а глубокие и низкие — с грустью, поскольку в минорной гамме три тона понижены на полтона по сравнению с мажорной. Основной аккорд в минорной тональности отличается от основного аккорда в соответствующей мажорной тональности тем, что терция опущена на полтона. Достаточно ли этого для того, чтобы мелодия в миноре казалась нам грустнее, чем мелодия в мажоре? На первый взгляд кажется, что это лишь спекулятивные рассуждения, но на самом деле проведено множество подтверждающих их экспериментов.

В одном исследовании испытуемые оценивали аудиозаписи образцов речи как радостные или грустные. Оказалось, что в речи, которую испытуемые охарактеризовали как грустную, разница в высоте тона составляла как раз малую терцию, что соответствует терции минорного аккорда. Судя по всему, наш мозг в целом связывает такой интервал с грустью. Гипотезу подтверждают и другие исследования. Помимо всего прочего, выяснилось, что у грустной музыки — даже в традициях тех народов, которые не придерживаются мажорных и минорных тональностей, как в западной музыке, — есть тенденция к использованию малых терций, а не больших.

И в традиционной академической музыке, и в современных музыкальных жанрах, таких как поп и джаз, в пределах одного музыкального произведения обычно мажорные и минорные тональности сменяют друг друга — музыкальное произведение, написанное в мажоре, оживляется с помощью минорных аккордов, и наоборот. А если вышеописанная теория имеет под собой основания, такой метод помогает все время удерживать интерес слушателя и сохранять эмоциональное напряжение, создаваемое мажором и минором в нашем мозге.

Импровизации в мозге

Саксофонист и джазовый исполнитель Уэйн Шортер однажды назвал сочинение музыки и импровизацию одним и тем же процессом, протекающим с разной скоростью. Импровизация, равно как и композиция, всегда была частью музыки. Граница между музыкальным произведением с импровизацией и без нее была проведена довольно поздно, примерно в XVI веке. Иоганн Себастьян Бах, Георг Фридрих Гендель, Людвиг ван Бетховен, а также многие другие знаменитые композиторы в свое время были известны в том числе именно своими импровизаторскими способностями. Импровизация важна не только в академической музыке; многие произведения народной музыки во многом основаны на импровизации — как сольные, так и те, которые предназначены для ансамблей.

Импровизации можно дать следующее определение: создание музыки в течение одного мгновения, то есть создание ранее не существовавшего мелодического, ритмического или гармонического потока. Но импровизация не рождается из ничего. В традиционной гармонической музыке — джазовой, классической, народной — импровизация всегда следует определенным основополагающим жанровым и присущим эпохе шаблонам.

Можно утверждать, что структура в импровизационном потоке более или менее постоянна, идет ли речь о импровизационной каденции в фортепианной сонате или о гитарном соло поверх стандартной схемы в блюзе. Но и содержание импровизационного потока не появляется из ниоткуда — оно рождается в мозге музыканта на основе опыта работы с конкретным жанром.

Об этом процессе мы знаем не так уж много, но существует несколько теорий. Одна из самых известных принадлежит нейропсихологу Джеффу Прессингу. По его мнению, импровизация — это узкоспециализированное музыкальное знание, приобретаемое в первую очередь посредством длительной тренировки. Феномен импровизации весьма сложен: условием для ее освоения на высоком уровне является практика — достаточно долгая, чтобы часть процесса была доведена до автоматизма. Только так можно освободить достаточно ресурсов сознательной и предсознательной части мозга, необходимых для появления музыкальных идей, которые исполнитель претворит в жизнь и одновременно анализирует. Прессинг утверждает, что импровизация рождается из взаимодействия (!) между тем, что сам ученый называет референтными процессами, и характерной для конкретной области базы знаний в мозге.

Референтные процессы — это эмоциональные, когнитивные и перцептивные (то есть имеющие отношение к органам чувств) процессы в мозге. Они запускаются благодаря музыкальным стимулам. Референты используются для того, чтобы добраться до характерных для данной области знаний, организованных в соответствии с иерархией: целых заученных систем, фраз и отрывков разных видов — например, пассажей, гармоний или ритмических форм, которые можно по-разному комбинировать. Например, когда начальная последовательность аккордов запускает заученную фразу, в процесс ее исполнения сознанию уже не нужно вовлекаться слишком активно, потому что она уже хорошо известна. Так сознание освобождается для оценки эффекта и планирования следующего шага.

Следующий компонент теории Прессинга — обратная связь с музыкой, которую исполнитель получает с помощью органов чувств (ее называют перцептивным взаимодействием). Мозговые процессы сравнивают данные о том приеме, который музыкант намеревался использовать (например, каденцию), с тем, что прозвучало на самом деле (прозвучало ли это как каденция?). Обратная связь существует как, собственно, в момент исполнения произведения (моторный ответ от пальцев/устранение ошибок), так и по прошествии долгого времени (например, для выбора следующего потока или аккорда).

Ряд исследований подкрепляют основные положения теории Прессинга об импровизации. Несколько фМРТ-исследований с импровизирующими музыкантами в качестве испытуемых (среди них были пианисты — исполнители классической музыки, фристайл-рэперы и джазовые музыканты) выявили активность по большей части в одних и тех же частях мозга. Видимо, импровизация активирует несколько крупных нейронных сетей мозга, связанных с моторным планированием, сенсорной ответной реакцией и когнитивным контролем. Например, одно из исследований (под руководством Пиньу) выявило, что чем талантливее была импровизация, тем меньшую активность можно было наблюдать в нейронных сетях мозга, отвечающих за моторный контроль. Это указывает на то, что с увеличением опыта повышается степень автоматизации движений во время импровизации.

Что интересно, результаты некоторых исследований показали, что во время импровизации наблюдалась большая степень активации той нейронной сети, которая обычно не активна во время деятельности, ориентированной на конкретную задачу, а именно так называемой сети пассивного режима работы головного мозга. Эта нейронная сеть, говоря простым языком, активна в состоянии пассивного бодрствования, то есть когда мы ничего особого не обдумываем и не делаем. Ее еще называют «нейронная сеть мечтателя» — вероятно, как раз она играет важную роль в различных формах креативной деятельности.

ЧТО МУЗЫКА ДЕЛАЕТ С МОЗГОМ

Нейропластичность

Человек во многом уникален. Не в последнюю очередь потому, что у него самый сложный мозг по сравнению с другими животными. Мы сильно отличаемся от других млекопитающих долгим процессом развития организма до взрослого состояния и становления особи самостоятельным индивидом. Детеныши других животных готовы к самостоятельной жизни уже спустя несколько месяцев, недель, часов, минут или даже секунд после рождения — человеку же необходимы долгие годы присмотра, ухода и заботы. Таков парадокс: вид с самым сложным мозгом зависит от помощи больше, чем все остальные, причем в течение многих лет. Но это лишь кажущийся парадокс, поскольку при рождении наш невероятно сложный мозг весьма далек от совершенства. Для созревания ему и требуются все эти годы. Полностью процесс завершается только после двадцатилетия, при этом последними формируются передние отделы мозга, лобные доли. Этот факт наглядно объясняет успех человека как вида: наш мозг не только невероятно сложен, но и более пластичен, чем мозг других животных. И он запрограммирован меняться в ответ на изменение внешних условий — эта способность называется нейропластичностью.

Наша сила и наша слабость

Нейропластичность дает человеку огромную силу. Благодаря тому, что наш мозг имеет способность меняться и учиться в самых разных условиях, мы расселились по всему земному шару — от ледяной Арктики до африканских пустынь. От вершин гор до глубин океанов. Люди живут повсюду. Такого ареала распространения нет ни у одного животного — больше ни один вид не смог приспособиться к столь разным условиям. Как нам это удалось? Благодаря удивительной способности изменять мозг, а тем самым и ответные реакции на различные события, людям процесс приспособления дался куда лучше, чем другим видам. С точки зрения генетики дети всей планеты обладают примерно одинаковыми способностями. Однако они могут выучить совершенно не похожие друг на друга языки — например, норвежский и китайский — и вырасти в умных, сообразительных взрослых в столь различных условиях, как австралийский буш и небоскребы Манхэттена. Хотя мы рождаемся очень схожими, в конце жизни мы становимся очень разными и каждый из нас умеет справляться с самыми разными ситуациями — просто потому, что наш мозг создан для того, чтобы меняться.

Но одновременно с тем в нейропластичности заключается и наша слабость. Раз мозг создан для того, чтобы меняться, он будет меняться и в не слишком благоприятных условиях. Трудное детство, недостаток ухода или тяжелые, травмирующие события — все это отрицательно сказывается на работе мозга. Повреждения могут остаться с человеком до самого конца, создавая проблемы и негативно влияя на качество жизни. Поэтому нейропластичность, то есть свойство мозга меняться, как физиологическое явление нельзя считать ни положительным, ни отрицательным. Это лишь основополагающее и нейтральное нейробиологическое свойство человеческого мозга. Мы меняемся в ответ на воздействие окружающей среды независимо от того, хотим мы этого или нет, в хороших условиях мы живем или в неблагоприятных.

Мозг меняется всю жизнь

Сильнее всего мозг человека меняется в первые годы жизни. И это весьма разумно. В этот период у нас есть особая потребность впитать как можно больше знаний за минимальный срок. Дети дошкольного возраста способны в день выучить 10–15 новых слов — в дополнение ко всему прочему, что им необходимо усвоить в этом возрасте. Это было бы невозможно, если бы мозг не приспособился к быстрым и точным изменениям, в том числе к запоминанию звуковой информации.

Но мозг способен меняться не только в детстве. Изменениям способствует все, что мы выучиваем за жизнь. Хотя с годами мозг становится более жестким — и в прямом, и в переносном смысле этого слова — он все-таки сохраняет свою способность к нейропластическим изменениям. Но в зрелом возрасте процесс обучения идет медленнее. Мозгу требуется больше повторений и больше времени. В зрелом возрасте продолжает работать и принцип, когда мозг интерпретирует все, что нам доводится пережить. Когда мы ложимся спать, мозг всегда немножко не такой, каким был утром, когда мы проснулись.

Что происходит в мозге, когда мы учимся?

Как уже говорилось во вступлении, в человеческом мозге примерно 80 миллиардов нервных клеток (нейронов). Чтобы мозг выполнял все свои бесчисленные функции, эти нейроны образуют сети, благодаря которым информация быстро распределяется по разным частям мозга и извлекается оттуда. Каждый нейрон способен образовать связи примерно с 60 000 других нейронов. В среднем таких связей минимум 6000, иногда это количество доходит до 10 000. Задачи, которые выполняет нейрон, зависят от того, с какими нейронами он образует связи, то есть к какому типу нейронов принадлежит. То, насколько хорошо человек справится с конкретной задачей (например, запомнить и воспроизвести отрывок музыкального произведения), зависит от количества нейронов, выполняющих задачу, от того, какие это нейроны, в какой части мозга они находятся, сколько связей образуют и насколько крепки и эффективны эти связи. Когда мы учимся, мы способны постепенно менять эти условия — это и есть нейропластичность. Рассмотрим эту тему подробнее.



Новые клетки мозга

Раньше считалось, что с момента рождения человека в его мозге не образуется новых клеток. Однако согласно результатам последних исследований новые мозговые клетки появляются у нас в течение всей жизни. В основном это происходит в двух зонах: вокруг естественных полостей, которые называются желудочками, и в гиппокампе — как мы уже говорили, он важен для обучения и запоминания. Эти клетки могут переходить в близлежащие отделы мозга, и, вероятно, именно они важны в том числе и для нашей способности учиться на протяжении всей жизни, и для мозговых изменений.



Новые связи

Связи между нервными клетками называются синапсами. Каждая из клеток, как уже было сказано, в среднем образует от 6000 до 10 000 таких связей. Благодаря непрерывной коммуникации, которая осуществляется с помощью синапсов, все наши 80 миллиардов нервных клеток работают как единое целое.

В начале жизни, особенно в первые годы, синапсы образуются с поразительной скоростью. В некоторых областях их становится даже больше, чем нужно. В целом это разумно, ведь ребенок за короткое время должен усвоить огромное количество информации. Когда между клетками мозга уже образовано достаточное количество связей, процесс обучения ускоряется. Используемые связи укрепляются, а те, что не нужны, ослабевают или исчезают. Этот процесс называется прунинг, его можно сравнить с обрезкой куста роз или плодового дерева: если убрать лишние ветви, на оставшихся будет больше цветов и плодов.

Если условия жизни стимулируют работу мозга ребенка, то, став взрослым, он получит большие преимущества — его мозг будет прекрасно функционировать. Все потому, что благодаря стимуляции между клетками мозга образуется больше связей. Эксперименты на крысах показали, что в условиях, стимулирующих развитие, их мозг создает на 25 % больше связей между клетками, чем образуется у крыс в обычных условиях. Есть причины считать, что подобным образом действует и мозг человека. А чем больше связей между клетками, тем сложнее строение мозга — и тем лучше человек подготовлен к борьбе с его возможным заболеванием или травмой. Вероятно, это объясняет, почему люди с высшим образованием (а также, как мы увидим позже, те, кто занимается музыкой) меньше подвержены риску возникновения деменции, чем остальные. И не потому, что такие люди в принципе реже страдают этим заболеванием, а потому, что у них симптомы заболевания проявляются гораздо позже. Следовательно, они чаще умирают от других причин (например, от старости) еще до проявления первых симптомов деменции.

Хотя мы учимся в течение всей жизни, определенные качества можно как следует развить лишь в детстве, но не во взрослом состоянии. В качестве примера можно привести абсолютный слух: он зависит от двух факторов — генетической предрасположенности (которая есть далеко не у всех), а также занятий музыкой и тренировки слуха в раннем детстве. Без последнего абсолютного слуха не было бы ни у кого. По всей видимости, дело в том, что связи между клетками, отвечающими за абсолютный слух и расположенными в зоне под названием «темпоральная плоскость» (planum temporale) в теменной доле, исчезают еще в детстве, если их не использовать.

Однако в мозге взрослого человека все-таки образуются новые синапсы. Это происходит, когда мы, уже будучи взрослыми, развиваем новые навыки — например, учимся играть на пианино. Но формирование синапсов происходит медленнее, чем хотелось бы. Взрослые осваивают сложные моторные и сенсорные навыки намного дольше, чем дети, поскольку им, если можно так выразиться, приходится отстраивать некоторые части мозга заново!



Укрепление связей

Было бы здорово, если бы синапс, то есть место контакта между двумя нервными клетками, работал как розетка — либо контакт есть, либо его нет. Но нет, синапс — удивительно сложная и очень пластичная биологическая единица, функционирующая с той или иной степенью эффективности. Синапсы, которые мы используем часто, укрепляются, а потому с их помощью сигналы передаются от клетки к клетке быстрее и эффективнее. Именно это и происходит, когда мы долго оттачиваем какой-то навык. Вовлеченные в выполнение действия клетки мозга образуют друг с другом все более эффективные связи. Благодаря практике мы постепенно начинаем играть гаммы быстрее и точнее. Как известно, чем дольше не играть на инструменте, тем тяжелее будет возвращаться к игре на нем, да и точность движений пропадет. Если связи не используются или используются редко, они постепенно ослабевают. Однако синапсы, которые благодаря постоянной практике работают более эффективно, не исчезают в отличие от тех, что мы едва используем, в том числе поэтому человек быстрее освоит уже знакомый ему инструмент, а не новый.

Пластичность слуховой коры

Вероятно, первым, кто подробно исследовал мозг музыканта, был немецкий невролог Зигмунд Ауэрбах (1866–1923). Он получил доступ к мозгу таких известных музыкантов, как дирижеры Феликс Мотль и Ханс фон Бюлов, певец Юлиус Штокхаузен и виолончелист Бернхард Коссман, и изучил то, что у них в голове, всеми доступными в то время способами. Он смог рассмотреть лишь поверхность мозга и измерил извилины с макроскопической точностью. Ауэрбах заметил, что у музыкантов по сравнению с обычными людьми непропорционально крупные извилины в теменной и височной доле. Удивительно, но он смог обнаружить это с помощью доступных в XIX веке методов — и их нельзя назвать очень точными — значит, разница была весьма значительной. Более продвинутые современные исследования, в том числе с помощью метода магнитного резонанса, по большей части подтвердили то, о чем заявил Ауэрбах. Кроме того, в современных исследованиях был описан ряд иных структурных характеристик, но к ним мы вернемся позже.

В наше время американский исследователь Майкл Мерцених, получивший премию Кавли в области нейронауки в 2016 году, выяснил, что у обезьян, которых научили ассоциировать определенные звуковые частоты с вознаграждением в виде еды, выросли те участки слуховой коры, которые отвечают за анализ именно этих звуковых частот. Эксперимент Мерцениха доказал, что кора головного мозга тоже пластична. Благодаря исследованию стала возможна разработка кохлеарных имплантатов для людей, страдающих глухотой и тугоухостью. Более поздние исследования показали, что нейропластичность достигает самого высокого уровня при выполнении заданий сложных и с моторной, и с сенсорной точки зрения и требующих высокой концентрации внимания. В результате выполнения этих заданий человек достигает цели, которую он сам перед собой поставил («У меня получилось!»), или же получает вознаграждение.

Много лет подобными исследованиями занимается шведский психолог профессор Андерс Эрикссон. Он работал с крупными специалистами из различных сфер деятельности — от музыки до шахмат, медицины и спорта, чтобы выяснить, как эти люди добились столь значительных успехов в своей области и что именно помогло им стать не просто хорошими специалистами, а лучшими в своем деле.

Ответы на многие вопросы, а также важные доказательства Эрикссон приводит в своей книге «Максимум. Как достичь личного совершенства с помощью современных научных открытий» (Peak: Secrets from the New Science of Expertise)[9] — и это «целенаправленная практика». Разумеется, долгая и упорная практика необходима, однако ее одной недостаточно. Помимо этого нужно еще знать свои слабые стороны и работать с ними отдельно, ставить перед собой достижимые цели и идти к ним, а также иметь смелость иногда выходить из зоны комфорта. В общем, необходимо постоянно ставить перед собой новые задачи.