Музыкальность мозга

Музыка — древнее человеческое занятие, однако изменения, которые при ее прослушивании происходят в мозгу, до сих пор окончательно не ясны. Их понимание — это не только теоретическая задача. Оно поможет людям, речь которых по разным причинам затруднена, ясно выражать свои мысли.

Этими вопросами давно занимается группа нейрофизиологов из Университетского колледжа в Беркли, возглавляемая профессором психологии Робертом Найтом (Robert Knight). Она исследует электрический отклик мозга на музыку. Сам профессор известен тем, что одиннадцать лет назад по электроактивности коры он впервые реконструировал слова, слышимые человеком.

На этот раз ученые первыми показали, что по электрическим сигналам слуховой коры можно определить строчки песни и различить слова в них, то есть воссоздать музыкальность речи. Для этого исследователи вновь провели детальный анализ экспериментальных данных 29 пациентов, которые были получены десять лет назад. Тогда ученые пытались понять, как мозг различает музыкальные произведения и их жанры.

В эксперименте больным эпилепсией с вживленными датчиками проигрывали трехминутную запись группы Pink Floyd из известного альбома 1979 года The Wall («Стена») и отслеживали электрические сигналы в разных зонах мозга. Ученые смогли понять, как кора мозга реагирует на ритм, высоту звука, ударение, интонацию, гармонию, то есть, в терминах теории музыки, на просодию. Труднее всего было различить и воспроизвести слова, однако и это удалось, хотя и с некоторыми погрешностями.

Декодирование сигналов и их преобразование в речь с помощью ИИ также дали возможность выявить неизвестные ранее области мозга, например ответственные за ритмы разных инструментов. Оказалось, что за восприятие голоса отвечают некоторые зоны верхней височной извилины, расположенные над ушами и позади них. Нейрофизиологи подтвердили, что языковая активность в большей степени привязана к левому полушарию. Восприятие же музыки более распределенное явление, которое преимущественно затрагивает правую часть мозга.

Исследование вносит существенный вклад в понимание и воспроизведение речи. В будущем оно позволит добавить музыку в механическую речь синтезаторов. Особенно много его результаты обещают тем, кто из-за инсульта, ранений или паралича не может говорить внятно. Сейчас ученые заняты исследованием нейронных связей, которые позволят таким людям общаться с окружающими пропеванием условных музыкальных фраз, если больные не способны подобрать и произнести нужные слова. Статья опубликована в журнале PLOS Biology.