Нейрофизиологи узнали, почему человек воспринимает музыку и речь разными полушариями мозга

Канадские нейрофизиологи выяснили, почему речь и музыку мы распознаем разными полушариями мозга. Статью с описанием их исследования опубликовал научный журнал Science.

"Мы в течение десятилетий знали, что полушария мозга по-разному реагируют на звуки речи и музыки, однако физиологическая подоплека этих различий оставалась загадкой. Мы показали, что подобная специализация полушарий связана с базовыми акустическими характеристиками речи и музыки", – объяснил суть работы один из ее авторов, нейрофизиолог из Университета Макгилла (Канада) Филипп Альбуй.

Музыка особым образом влияет на работу нервной системы человека, совсем не так, как речь и другие звуковые сигналы. К примеру, семь лет назад шведские психологи обнаружили, что совместное пение синхронизирует пульс участников хора, а еще полвека назад исследователи выяснили, что человек воспринимает музыку не левым полушарием, как речь, а правой половиной мозга.

Вдобавок в прошлом году биологи обнаружили, что человек может распознать знакомую ему мелодию примерно за 100-300 мс – очень небольшое время по меркам нейрофизиологии. Это указало на то, что в мозге есть специализированные цепочки нейронов, которые отвечают за решение этой узкой задачи.

Альбуй и его коллеги попытались выяснить, почему за распознавание музыки отвечает правое полушарие мозга. Для этого они провели необычный эксперимент с участием нескольких профессиональных певцов и пять десятков добровольцев, которые говорят на французском и английском языке.

"Испорченная пластинка" для мозга
Ученые попросили музыкантов спеть без аккомпанемента несколько коротких народных песен. Каждое исполнение ученые записали и обработали так, что у аудиозаписи был сильно искажен или спектр, или ее временная структура. В результате в первом случае "потерялась" мелодия напевов, а во втором – их смысловая часть.

В следующем этапе эксперимента ученые просили добровольцев прослушать эти записи, сравнить две разных мелодии или распознать напетую строчку. При этом ученые записывали активность мозга участников опыта с помощью магнитно-резонансного томографа и следили за тем, как она изменялась во время прослушивания.

Наблюдения показали, что обработка музыки сильно изменила характер работы нервной системы. В том случае, если ученые искажали спектр мелодии, активизировалось только левое полушарие добровольцев, а в противоположном случае "включалась" правая половина мозга.

Открыв этот феномен, канадские нейрофизиологи попытались выяснить, что именно заставляло мозг добровольцев переключаться между полушариями при прослушивании искаженного пения.

Проанализировав рисунок его активности, биологи пришли к выводу, что это было связано с тем, что акустическая кора правого и левого полушария настроена на распознавание различных аспектов пространственно-временной модуляции звуков. В этом случае левое полушарие распознает в основном временную модуляцию, а правое – спектр сигналов.

Подобное разделение, по мнению Альбуя и его коллег, возникло из-за того, что это значительно упрощает архитектуру мозга и уменьшает количество вычислительных ресурсов, которые нужны для того, чтобы распознать и музыку, и речь, а также их комбинации. Вероятно, это было важно для выживания и продолжения рода далеких предков современных людей.