Неврологи обнаружили часть мозга, которая специфически реагирует на пение

Способность воспринимать и понимать музыку присуща практически всем представителям человеческого общества. Хотя другие существа также демонстрируют музыкальное поведение (вспомните пение птиц, крики горбатых китов или вокализации бонобо), наше музыкальное познание, по-видимому, эволюционно отличается в животном мире. 

Новое исследование дало нам больше информации о связи мозга с музыкой, обнаружив, что пение имеет четкую нейронную подпись по сравнению с речью или инструментальной музыкой. 

Однако заглянуть в мозг не так-то просто. 

Чтобы получить точное представление о том, что происходит в мозге человека, когда он слышит звуки, исследователи использовали метод, называемый электрокортикографией (ЭКоГ), при котором электроды помещаются в череп для регистрации электрической активности мозга.

Тип данных, собранных с помощью ЭКоГ, гораздо более точен, чем другие методы измерения активности мозга, потому что электроды размещаются непосредственно на мозге, чем при электроэнцефалографии (ЭЭГ), и они измеряют электрическую активность, а не то, куда течет кровь в мозге, что является косвенным показателем активности нейронов (это делает функциональная магнитно-резонансная томография или фМРТ).  

Очевидно, что наложение электродов непосредственно на мозг является инвазивной процедурой, поэтому исследователи собирали данные в течение нескольких лет у пациентов с эпилепсией, которым уже были проведены операции по лечению припадков.

Электроды обычно помещают в скальп пациентов с эпилепсией для мониторинга их нейронной активности в течение нескольких дней до операции. В течение этого времени, если пациенты согласны, они могут принять участие в исследованиях, в ходе которых регистрируется их мозговая активность при выполнении определенных задач.

В данном случае задание включало прослушивание 165 часто слышимых звуков, начиная от вибрации мобильного телефона, переливания жидкости и заканчивая разговором человека, набирающего текст. В эту смесь звуков была включена музыка с пением и инструментальная музыка без вокализации.

Удивительно, но исследователи обнаружили отдельную популяцию нейронов, которые реагировали именно на пение, причем эта популяция отличалась от нейронных представлений инструментальной музыки и речи в целом.

"Наш главный новый вывод заключается в том, что один из этих компонентов реагировал почти исключительно на музыку с пением. Этот результат указывает на то, что в человеческом мозге существует нейронная популяция, специфичная для анализа песни", - добавляют авторы. 

"Эти результаты позволяют предположить, что музыка представлена несколькими отдельными нейронными популяциями, избирательными для различных аспектов музыки, по крайней мере, одна из которых реагирует исключительно на пение", - говорят авторы.  

В статье исследователи высказывают предположение о характеристиках пения, которые делают его отдельной категорией, нуждающейся в собственной нейродинамической подписи.

"Пение отличается от речи мелодическим интонационным контуром и ритмичностью, а от инструментальной музыки - вокальными резонансами и другими специфическими для голоса структурами. Таким образом, естественной гипотезой является то, что нейронные популяции, избирательные для пения, нелинейно интегрируются по нескольким признакам, отличающим пение от речи и музыки, таким как мелодическая интонация и вокальные резонансы", - предполагают авторы. 

Исследователи объединили данные ЭКоГ с данными фМРТ, полученными в ходе предыдущего исследования, в котором использовалась та же методика, что дало исследователям лучшее представление о местоположении нейронной активности. 

"Такой способ объединения ЭКоГ и фМРТ является значительным методическим достижением", - говорит Джош Макдермотт, когнитивный нейробиолог из Массачусетского технологического института, соавтор исследования. 

Исследование дает нейробиологам лучшее представление о том, как наш мозг представляет нюансы музыки. И хотя вопросы о том, как нейронная музыкальная и песенная избирательность возникли в ходе нашего развития или эволюции, остаются, новая техника объединения данных ЭКоГ и фМРТ может помочь будущим исследованиям ответить на эти вопросы.

Данное исследование было опубликовано в журнале Current Biology.