Конференция 2005

Ученики Фуфаев В. Сазонов П. 10 «а» Преподаватель Кучеренко Т.Е.

Влияние музыки на человеческий мозг.

Головной мозг человека - один из удивительнейших феноменов природы. Именно мозг обеспечивает разумную деятельность, он ответственнен за па-мять, за рефлексы. Наше сознание “сосредоточено” именно там. Мозг явля-ется электрохимическим органом. Утверждается, что в состоянии активности он способен вырабатывать до 10 ватт электроэнергии, а если все 10 милли-ардов нейронов разрядить в один момент, то приставленный к голове элек-трод зафиксировал бы напряжение более 5 миллионов вольт. Но это пока еще непроверенная теория. Несомненно, некоторые возможности нашего мозга еще не исследованы, что не мешает искать способы на него воздейст-вовать. Один из таких способов - воздействие музыкой.

Прежде чем непосредственно приступить к рассмотрению данного вопроса, необходимо дать объяснение принципа работы мозга. Электрическая актив-ность головного мозга проявляет себя в виде мозговых волн. Существует че-тыре их типа, разделенных по признаку частоты:

1)Бета - волны. Это - самые быстрые волны. Их частота варьируется от 14 до 42 Герц. Бета - волны доминируют, когда мозг занят какой - либо дея-тельностью: мы сосредоточены на решении проблемы, теоретической, или практической, в крайнем случае - наблюдаем за миром вокруг нас (нагружа-ем мозг информацией, поступающей через глаза). Т.е., преобладание бета-волн характерно для нашего организма “в рабочем состоянии”. Они учаща-ются, когда мы бодрствуем, просыпаемся, сосредотачиваемся. Но, в случае их чрезмерного переизбытка, мы чувствуем беспокойство, страх, панику. Недостаток же влечет за собой депрессию, плохое внимание, проблемы с за-поминанием информации.

2)Альфа - волны. Их количество увеличивается, когда мы закрываем глаза и начинаем пассивно расслабляться, ни о чем не думая. Биоэлектрические ко-лебания при этом замедляются, и проявляются “всплески” альфа - волн. Их амплитуда шире, частота их - от 8 до 13 Герц. “Альфа - состояние” (состоя-ние, когда альфа - волны доминируют в мозге) - состояние приятной умиро-творенности. Медитирующий человек находится в альфа - состоянии. Имен-но в этом состоянии лучше всего усваивается и запоминается информация. 3)Тета - волны. Они появляются, когда спокойное, умиротворенное бодрст-вование переходит в сонливость. Колебания в мозге становятся более мед-ленными и ритмичными, в диапазоне от 4 до 8 Герц. Это состояние называ-ют еще “сумеречным”, поскольку в нем человек находится между сном и бодрствованием. Часто оно сопровождается видением неожиданных, подоб-ных сну образов, сопровождаемых яркими воспоминаниями, особенно дет-скими. Собственно говоря, находясь в стадии активного сна (когда мы видим сны), в нашем мозге доминируют именно тета – волны. Тета - состояние от-крывает доступ к содержимому бессознательной части ума, свободным ассо-циациям, неожиданным озарениям, творческим идеям. С другой стороны, тета - диапазон (4-7 колебаний в секунду) идеален для некритического при-нятия внешних установок, поскольку его ритмы уменьшают действие соот-ветствующих защитных психических механизмов и дают возможность трансформирующей информации проникнуть глубоко в подсознание. Одним словом – идеальное состояние для внушения. 4)Дельта-волны начинают доминировать, когда мы погружаемся в сон. Они еще медленнее, чем тета-волны, имеют частоту менее 4 колебаний в секунду. Большинство из нас при доминировании в мозге дельта-волн находятся либо в сонном, либо в каком-то другом бессознательном состоянии. Тем не менее, появляется все больше данных о том, что некоторые люди могут находиться в дельта-состоянии, не теряя осознанности. Как правило, это ассоциируется с глубокими трансовыми или “нефизическими” состояниями. Примечательно, что именно в этом состоянии наш мозг выделяет наибольшие количества гормона роста, а в организме наиболее интенсивно идут регенеративные про-цессы. Недавними исследованиями установлено, что, как только человек проявляет действительную заинтересованность чем-либо, то мощность био-электрической активности мозга в дельта-диапазоне значительно возрастает (наряду с бета-активностью). При погружении в сон мы последовательно проходим все стадии: бета – альфа – тета – дельта. При пробуждении – в обратном порядке. Современные методы компьютерного анализа электрической активности мозга позволили установить, что в состоянии бодрствования в мозге присут-ствуют частоты абсолютно всех диапазонов, причем, чем эффективней рабо-та мозга, тем большая когерентность (синхронность) колебаний наблюдается во всех диапазонах в симметричных зонах обоих полушарий мозга. Еще в старинные времена нашими дальними предками было открыто влия-ние музыки на эмоциональное состояние человека. Именно поэтому обряды часто сопровождались музыкой, помогавшей войти в транс. Современные же методы влияния, в большинстве своем, сводятся к измене-нию частоты работы мозга. Обнаружено, что если одно ухо человека слышит звук, чистый тон, с частотой 400 Герц, а второе – 412, например, то человек слышит биение частотой 12 Герц. Но это не реальный звук, а его фантом, об-разующийся при сочетании электромагнитных волн, идущих от двух син-хронно работающих полушарий мозга. Этот фантом называется бинаураль-ным ритмом. Выяснено, что мозг подстраивается под частоту этого ритма. Например, если вы находитесь в состоянии бета (состояние высокой актив-ности), путем стимулирования мозга частотой 10 Гц, можно добиться преоб-ладания в электроэнцефаллограмме более низких частот. При этом произой-дет общая релаксация. Если прилагаемая частота близка к частотам, соответствующим текущему состоянию мозга, эффект усиливается. Таким образом, если нужно перейти от одной частоте к другой, начальная частота должна быть максимально близка к текущей частоте мозга. Скорость изменения прилагаемой частоты должна быть такой, чтобы частоты мозга успевали изменяться за внешней частотой. В течении дня мозг находится в бета -состоянии (около 20 Гц) и изменение частоты можно начинать с этого значения Бинарные звуковые колебания характеризуются двумя основными парамет-рами - частотой бинарных колебаний и высотой слышимого звука. Частота бинарных колебаний - это разница в высоте звука в левом и правом ухе. Вы-сота слышимого звука - это среднее арифметическое между частотами этих двух звуков. Кроме того, для более эффективного воздействия бинарных зву-ковых колебаний применяют другие методы: изменение формы звуковой волны, модуляция по амплитуде и по фазе. Этот метод сейчас очень популярен, особенно на западе. Пишутся про-граммы (BrainWave Generator, например), которые генерируют различные частоты, подаваемые в наушники, причем для решения каждой проблемы создаются разные частоты. Также нельзя не упомянуть об иных вариантах использования этого явления. Например, метод Сильва: с помощью бинау-ральных ритмов делается попытка убрать «автоматическую коробку пере-дач» с мозга и позволить человеку самому управлять своим состоянием. Но влияние музыкальных частот на мозг не ограничивается бинауральными ритмами. Фран Роше, невролог из университета Висконсина, обнаружил не-обычное влияние музыки Моцарта на физиологию людей ещё в 1993 году. Прослушивание 'Сонаты для двух фортепиано до мажор' улучшала умст-венные способности студентов — они лучше выполняли тесты. Другие испытания также показали положительное влияние на работоспо-собность мозга именно музыки Моцарта и никакой другой. Однако до сих пор учёные спорят — является ли это следствием просто хо-рошего настроения, которое создаёт гармоничная мелодия, или это результат более глубоких физиологических процессов, как-то связанных с особенно-стями именно этой музыки. И вот недавно Роше объявил о результатах новых исследований 'эффекта Моцарта'. На этот раз музыку давали слушать крысам, которые должны были выполнять разнообразные задания на память и сообразительность. Казалось бы, крысы едва ли оценили бы красоту классической музыки. Но, как и в случае с людьми, Моцарт существенно улучшал способность живот-ных выполнять тестовые задания. При этом учёный не ограничился провер-кой способностей подопытных и 'заглянул' к ним в мозги. Оказалось, что музыка повлияла на активность определённых генов и выра-ботку ряда белков, ответственных за память и внимание. Для контроля био-лог проверял те же показатели у крыс, которым давали послушать эквива-лентное количество 'белого шума'. Объяснения этому эффекту пока нет, но учёный отметил, что страдающие болезнью Альцгеймера также улучшают свои навыки при регулярном прослушивании сонаты. Но музыка может иметь еще более глубокую степень связи с человеком: еще Дарвин предположил, что музыка явилась одним из средств естествен-ного отбора, сейчас эта версия пользуется большим авторитетом. Исследования показывают, что даже новорожденные реагируют на изменение ритма музыки. Иные ученые, правда, считают, что музыка получила свое развитие как естественный стимулятор. Даже если корни музыки не лежат в эволюции, есть что-то в ее целительном влиянии на человеческий дух, что отличает ее от других искусств. Нейро-биолог Оливер Сакс заметил, что философ Фридрих Ницше продолжал им-провизировать на пианино, даже когда третичный сифилис привел его к глу-хоте, слабоумию и параличу. Сакс также приводил факты, свидетельствую-щие от способности музыки выводить людей из коматозного состояния. Но лучше всего демонстрирует эту силу лечебный центр Beth Abraham в Бронксе. Здесь два раза в неделю музыкотерапевт Давид Рамси принимает пациентов с инсультом, лишенных дара речи. Эти процедуры помогают даже полностью парализованным людям проявить деятельность – начать петь. Ре-нато Розенталь, нейробиолог из медицинского колледжа Альберта Эйнштей-на в Нью-Йорке, планирует использовать магнитный резонанс, чтобы изучить происходящее в мозгах пациента. Пока лишь принято, что здоровые участки мозга компенсируют пораженные, что позволяет пациентам петь. Но он знает, что его работа способна дать только "сырые" ответы. Использование «музыкотерапии» активно обсуждается не только среди за-рубежных врачевателей, некоторые наши врачи активно обсуждают и применяют ее при лечении инсомнии, в лечении психических заболеваний, в терапевтии. Говоря о применении музыкотерапии можно вспомнить рассказ А. Беляева «Голова профессора Доуэля». Правда, там музыка применялась для получения обратного эффекта – введения человека в психически нестабиль-ное состояние. Также музыка способна менять формы человеческого тела и не только – музыка способна изменять человеческий мозг. Недавно был предан гласно-сти научный доклад об эксперименте, целью которого было выявить возможности влияния музыки на мозг, а точнее, на рост и развитие серого вещества мозга. В эксперименте были задействованы две группы мужчин по 15 человек. Первая группа состояла из музыкантов, вторая – из людей, не имеющих к музыке профессионального отношения. Магнитно-резонансный метод сканирования мозга показал, что у музыкантов в обоих полушариях мозга относительный объем серого вещества заметно больше, чем у «немузыкантов». У них 4 зоны мозга содержали большее количество «серого ве-щества». Одним из альтернативных объяснений факта влияния музыки на мозг чело-века может быть то, что де музыканты просто родились с мозгом, сделавшим их музыкантами. Однако эксперименты на животных показали, что мозг дей-ствительно может переконструироваться в соответствии с регулярно повто-ряющейся деятельностью. Также можно получить представление о влиянии музыки на мозг с помо-щью синергетики – науки о самоорганизации систем. В последнее время в теории сложных систем сформировалось понятие о состоянии «на границе хаоса и порядка». Системы в таком состоянии являются не в полной мере регулярными, предсказуемыми, не в полной степени хаотическими, непред-сказуемыми. Такие состояния, аналогичные критическим состояниям в тео-рии фазовых переходов обеспечивают сложным системам оптимальные ус-ловия для адаптации. В процессе развития музыки, в частности мелодии, некоторые звуки выде-лились из общей массы, приобрели свойства устойчивых, опорных звуков, с которых обычно начинается и заканчивается мелодия. Среди таких устойчи-вых звуков один звук обычно выделяется больше, чем другие. Такой устой-чивый звук получил название тоники. Второй по устойчивости звук называ-ется медиантой, и, наконец, третий устойчивый звук называется тоникой. Другие звуки, участвующие в образовании мелодии, являются неустойчи-выми, и им свойственно состояние тяготения (притяжения) к устойчивым звукам. При этом интервалы между неустойчивыми и устойчивыми звуками являются диссонансными. Чем меньше интервал между устойчивыми и неус-тойчивыми звуками, тем сильнее тяготение. Таким образом, взаимоотношение звуков по высоте в мелодии образует не-которую устойчивую структуру. Такую систему организующего взаимоотношения устойчивых и неустойчивых звуков в мелодии называют ладом, а сама музыка с такой системой организации звуков называется тональной. Все известные мелодии относятся к тональной музыке. В противополож-ность ей, музыка, в которой нет определенных организующих принципов для звуков различной высоты, называется атональной. такая музыка возникла лишь в начале ХХ столетия. В тональной музыке встречаются самые разнообразные лады, но все же наиболее широкое распространение получили мажорные и минорные лады. Мажорным называется лад, в котором интервалы между устойчивыми звуками образует терции: между тоникой и медиантой находится большая терция (2т.), а между доминантой и медиантой - малая терция (1,5т.). Например, ноты до-ми-соль дают мажорное звучание. Большая и малая терции являются консонансными интервалами. Консонансные интервалы соответствуют зву-кам с наибольшей величиной корриляцией составляющих их обертонов. В слуховом нерве консонансным интервалам отвечают наиболее упорядо-ченные и симметричные последовательности электрических импульсов. Обращение к модели функциональной деятельности мозга для объяснения структуры музыкальной мелодии необходимо, поскольку музыка, как и все искусство в целом, должны функционировать в соответствии с законами функционирования мозга. Наиболее наглядно структуру и функцию музыкального лада можно изо-бразить на потенциальной функции нейронной сети, которая представляет собой набор минимумов и максимумов, где каждому минимуму соответству-ет определенный хранящийся в памяти образ-прототип. Распознавание нового образа такой нейронной сетью описывается как тяготение этого образа к ближайшему минимуму, т. е. к образу, с которым у него имеется наибольшее сходство. В минорном ладе по сравнению с мажорным большая и малая терции рас-положены зеркально симметрично. Например, звуки до-ми-бемоль-соль име-ют минорное звучание. В вычислительных экспериментах В.Е. Бондаренко было показано. что если воздействовать на нейронную сеть периодической силой, то такая сеть гене-рирует наиболее синхронное поведение. когда частота внешней силы близка или совпадает с одной из собственных частот (дельта-, тета-, альфа- или бе-та-ритмами). Воздействие музыки на мозг происходит через устойчивые ступени лада вблизи этих собственных частот или их гармоник, поскольку вблизи резо-нансных частот требуется значительно меньшая амплитуда внешнего воз-действия, чем вдали от них. Поскольку музыка воздействует на нейронную сеть мозга как внешняя сила, резонансное действие трех устойчивых ступеней мажорного лада через слу-ховой нерв можно изобразить следующим образом: тоника медианта доминанта

частота импульсов в слуховом нерве Схема резонансного воздействия устойчивых ступеней мажорного лада Это означает, что частота импульсов в слуховом нерве, соответствующих тонике, медианте и доминанте, совпадает с частотами дельта-, альфа- и бета-ритмов. Действие минорного лада на мозг можно изобразить аналогичным образом: тоника медианта доминанта

частота импульсов в слуховом нерве Схема резонансного воздействия устойчивых ступеней минорного лада

В этом случае частота импульсов в слуховом нерве, соответствующих тони-ке, медианте и доминанте, совпадает с частотами дельта-, тета- и бета-ритмов. Основные собственные частоты мозга (дельта-, тета-, альфа и бета-ритмы) связаны с интегративной функцией при реализации того или иного вида без-условного рефлекса. В связи с этим возникает возможность объяснить сам феномен музыкального поведения с основными видами инстинктивного по-ведения у животных и человека. Пение птиц, вой волков и т.п. связаны именно с базовыми формами поведения: репродуктивным, пищевым (голо