Способность взаимодействовать с музыкой и понимать ее охватывает почти каждое человеческое общество. В то время как другие существа также демонстрируют музыкальное поведение (вспомните пение птиц, крики горбатых китов или вокализацию бонобо), наше музыкальное познание, по-видимому, отличается эволюционно в царстве животных.
Новое исследование дало нам больше информации о связи мозга с музыкой, обнаружив, что пение имеет отчетливую нейронную сигнатуру по сравнению с речью или инструментальной музыкой.
Однако заглянуть в мозг — непростая задача.
Чтобы получить точную картину того, что происходит в мозгу, когда люди слышат звуки, исследователи использовали технику, называемую электрокортикографией (ЭКоГ), при которой электроды помещаются внутрь черепа непосредственно на кору головного мозга (кортекса) для регистрации электрической активности мозга.
Тип данных, получаемых с помощью ЭКоГ, является гораздо более точным, чем при других методах измерения мозговой активности, потому что электроды размещаются непосредственно на головном мозге, в отличие от электроэнцефалографии (ЭЭГ), и они измеряют электрическую активность, а не то, где кровь течет в мозгу, что является прокси активностью нейронов (для этого используется 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, которые уже перенесли операции по лечению судорог.
Электроды обычно помещают в головы пациентов с эпилепсией для мониторинга их нервной активности в течение нескольких дней до операции. В течение этого времени, если пациенты согласятся, они могут принять участие в исследованиях, в которых у них регистрируется активность их мозга при выполнении определенных задач.
В данном случае задача заключалась в том, чтобы прослушать 165 часто слышимых звуков, начиная от вибрации мобильного телефона и шума льющейся жидкости, заканчивая говорящим человеком и печатающим. В эту смесь звуков входила музыка с пением и инструментальная музыка без какой-либо вокализации.
Удивительно, но исследователи обнаружили отдельную популяцию нейронов, которые специфически конкретно реагировали на пение, причем эта популяция отличалась от нейронных репрезентаций инструментальной музыки и речи в целом.
«Наш ключевой новый вывод заключается в том, что один из этих компонентов почти исключительно реагировал на музыку с пением. Это открытие указывает на то, что человеческий мозг содержит нейронную популяцию, специфичную для анализа песни», — говорят авторы.
«Эти результаты свидетельствуют о том, что музыка представляется несколькими отдельными нейронными популяциями, избирательно относящимися к различным аспектам музыки, по крайней мере одна из которых конкретно реагирует на пение», — добавляют авторы.
В статье, исследователи рассуждают о характеристиках пения, которые делают его отдельной категорией, нуждающейся в своей собственной нейродинамической сигнатуре-подписи.
«Пение отличается от речи своим мелодическим интонационным контуром и ритмичностью, а от инструментальной музыки — вокальными резонансами и другими специфическими для голоса структурами и особенностями. Таким образом, естественная гипотеза состоит в том, что избирательные к песне нейронные популяции нелинейно интегрируются по множеству признаков, которые отличают пение от речи и музыки, таких как мелодическая интонация и вокальные резонансы», — предполагают авторы.
Исследователи объединили свои данные ЭКоГ с данными фМРТ из предыдущего исследования, в котором использовалась та же методология, что дало исследователям лучшее представление о местонахождении нейронной активности.
«Этот способ объединения ЭКоГ и фМРТ является значительным методологическим достижением», — говорит Джош Макдермотт, когнитивный нейробиолог из Массачусетского технологического института, соавтор исследования.
Исследование дает нейробиологам лучшее представление о том, как наш мозг воспринимает музыкальные нюансы. И хотя такие вопросы, как нейронная избирательность к музыке и песням возникли в ходе нашего развития или эволюции, остаются открытыми, новаторская методика объединения данных ЭКоГ и фМРТ может помочь будущим исследованиям ответить на эти вопросы.
Это исследование было опубликовано в журнале Current Biology.
Источник: ScienceAlert
