Науката зад музиката: Как мелодиите въздействат на мозъка

Учени изследват емоционалната реакция на мозъка към музиката

Киното може да бъде завладяващо преживяване не само за очите, но и за ушите ни. От трилогията „Властелинът на пръстените“ и „Списъкът на Шиндлер“ до „Интерстелар“ и анимационни филми като „Мулан“ – филмите са способни да предизвикват дълбоки и сложни емоции. И до голяма степен заслугата за това е на един ключов елемент: музиката.

Добър пример е номинираният за „Оскар“ филм „Маестро“, посветен на живота на американския композитор и диригент Ленард Бърнстейн, завършил Харвард през 1939 г. Може би най-въздействащата сцена във филма е именно тази, в която няма нито една реплика – има само музика.

В готическа катедрала, пред многобройна публика, Бърнстейн, изигран от Брадли Купър, дирижира хор, който отвежда зрителя към финала на Симфония № 2 на Густав Малер. Два женски гласа се извисяват в дует над плътния звук на струнните инструменти. Тромпетите прорязват въздуха. Тимпанът отеква, а хорът избухва в мощна кулминация. Накрая, под звъна на църковните камбани, Бърнстейн довежда симфонията до нейния епичен завършек.

Патрик Уилън, преподавател по педиатрия в Harvard Medical School към Massachusetts General Hospital и преподавател в курса Music and the Mind на Harvard Extension School, отбелязва, че присъствието сред публиката при подобно изпълнение може да се превърне в дълбоко преживяване, което създава усещане за свързаност с останалите.

„Когато влезете в църква, музиката завладява съзнанието на всички присъстващи“, казва той. „Тя поставя всички в едно и също емоционално пространство.“

Дълбоките корени на музикалното възприятие

Защо музиката изобщо оставя толкова силна емоционална следа у нас? Какво има в тоновете и тембрите, което, когато бъдат подредени по определен начин, може да ни разчувства или да ни накара неволно да се движим в ритъма?

Според Уилън част от отговора се крие в еволюционната биология. Най-ранните бозайници, повечето от които вероятно са били активни през нощта, е трябвало да разчитат на слуха и обонянието си, за да се предпазват от опасности. Затова вниманието им към заобикалящата среда е било изключително изострено. По думите му съвременното преживяване при слушане на музика на живо може да се разглежда като далечен отзвук от тази древна адаптация.

В концертната зала „навсякъде около вас има изключително сложна звукова среда“, казва Уилън. „Мозъкът трябва да отсява всички странични шумове в залата. Това е много по-първична форма на слушане в сравнение с вниманието, което насочваме към конкретен разговор.“

Подобни акустични сигнали – също както звукът от приближаващ се хищник, който постепенно става все по-силен – достигат през ухото до темпоралния дял на мозъка. Там звуковата среда се анализира, отделните звуци се разпознават, а мозъкът определя дали техните характеристики са познати или непознати.

Значимостта, която мозъкът приписва на даден звук – тоест дали той предизвиква емоционална реакция и подтиква към действие – влияе върху автономната нервна система (АНС). Тя контролира редица неволеви процеси, сред които дишането и сърдечната честота. Върху АНС влияе и емоционалният заряд на музиката – дали я възприемаме като положителна, отрицателна или неутрална. Именно затова пулсът ни може да се ускори, когато чуем прочутата музика от „Челюсти“. По същата причина експерименталната музика или хеви метълът могат да ни накарат да се почувстваме некомфортно, ако не сме свикнали с тях.

Музиката активира почти целия мозък. Сред ангажираните области са хипокампът и амигдалата, които свързват музиката с паметта и емоциите; лимбичната система, която участва в механизмите на удоволствието, мотивацията и наградата; както и двигателната система. Именно затова „е толкова лесно да потропваме с крак или да пляскаме с ръце в ритъма на музиката“, казва Андрю Бъдсън, доктор по медицина, випуск 1993 г., ръководител на когнитивната и поведенческата неврология във Veterans Affairs Boston Healthcare System. Връзката между музиката, координацията и двигателните и когнитивните умения се проявява особено отчетливо при свиренето на музикален инструмент.

Сложният начин, по който мозъкът възприема музиката, означава, че „много различни процеси протичат едновременно“, допълва Бъдсън. В резултат музиката „се запаметява като изключително богато преживяване“.

Как музикалното напрежение въздейства на мозъка

Мозъчната активност при пациенти с определени разстройства разкрива неочаквани сходства с процесите, които протичат, когато хората слушат музика. Макар да съществуват различни модели за обяснение на обсесивно-компулсивното разстройство (ОКР), данните сочат, че то е свързано с нарушения в невронните вериги, включващи орбитофронталната кора (OFC), предната цингуларна кора, опашатото ядро и предния таламус.

В центъра на този нарушен невронен „контур“ стои орбитофронталната кора. Разположена непосредствено над очните кухини, тя участва във вземането на решения и е силно активна при хората с ОКР. Любопитното е, че същата мозъчна област се активира интензивно и когато човек слуша музика.

На какво се дължи това? Един от основните начини, по които музиката – и особено западната тонална музика – поражда емоции, е чрез редуването на напрежение и неговото разрешаване. Начинът, по който тези модели се развиват, както и това дали музиката оправдава или нарушава очакванията ни, показва как мозъкът се справя със сложни когнитивни процеси като предвиждането и очакването.

Уилън описва ОКР като нарушение в начина, по който мозъкът оценява стреса и риска. Освен преподавателската си дейност в Mass General той е ръководил мултидисциплинарната грижа за пациенти със синдром PANDAS като асоцииран клиничен професор по педиатрия в Отделението по детска ревматология на Калифорнийския университет в Лос Анджелис. Диагнозата PANDAS може да бъде поставена, когато има силна връзка между инфекция със Streptococcus – например стрептококова инфекция на гърлото или скарлатина при деца – и последващата поява на ОКР, тикове или други поведенчески нарушения.

Хората с ОКР са „неспособни правилно да преценят степента на риска в сигналите, които идват от заобикалящата ги среда“, обяснява Уилън. Те очакват с прекомерна тревога да се случи нещо лошо и развиват натрапливи мисли или повтарящи се действия в опит да овладеят тези страхове или да предотвратят предполагаемата опасност.

С други думи, орбитофронталната кора при тях работи на прекалено високи обороти – също както се случва, когато човек слуша музика, независимо дали има ОКР. При хората с това разстройство обаче прекомерната активност на OFC има по-широк отрицателен ефект върху останалата част от мозъка. Самата хиперактивност вероятно не е единствената причина за симптомите на ОКР, но със сигурност е част от механизмите на заболяването. В този смисъл начинът, по който музиката създава и след това освобождава напрежение, представлява интересен паралел.

Музиката като възможност за лечение

Въздействието на музиката върху мозъка има и важно клинично значение. Натрупват се все повече данни например, че слушането на Соната за две пиана в ре мажор на Моцарт може да намали честотата на пристъпите при някои хора с епилепсия.

В бъдеще по-доброто разбиране на музиката би могло да помогне и при други състояния и заболявания – от Паркинсон и депресия до Алцхаймер. Ако учените успеят да определят точно какъв тип музика предизвиква конкретна когнитивна, двигателна или емоционална реакция, това може да отвори нови възможности за възстановяване, подобряване или компенсиране на нарушени мозъчни функции. За целта е необходимо все по-задълбочено разбиране на механизмите, по които работи мозъкът.

Дейвид Силбърсуайг, професор по психиатрия „Стенли Коб“ в Harvard Medical School и почетен ръководител на Катедрата по психиатрия в Brigham and Women’s Hospital, е сред учените, които търсят отговори на тези въпроси. Като водещ специалист в областта на функционалната невровизуализация в психиатрията той изследва как различните мозъчни области и мрежи работят, когато възприемаме, мислим, чувстваме и действаме.

„Изглежда, че мозъкът ни е изключително добре настроен към музиката.“

„Именно на системно ниво, чрез образното изследване на мозъка, можем пряко да съпоставяме психичните състояния със състоянията на мозъка – и да ги измерваме“, казва Силбърсуайг. „Невровизуализацията ни дава неинвазивен начин да свържем структурните и функционалните изменения в мозъка с конкретни аспекти от начина, по който обработваме музиката.“

Силбърсуайг например е наблюдавал пациенти, преживели инсулт или мозъчен тумор, които впоследствие развиват сензорна амузия – състояние, причинено от увреждане на дясната горна темпорална извивка. Този мозъчен регион е от ключово значение за способността ни да възприемаме различните звуци като части от едно цялостно музикално произведение. Когато той бъде увреден, пациентите могат да загубят способността да разпознават музиката или да реагират на нея.

Макар увредената мозъчна тъкан да не може просто да бъде възстановена, излагането на музика може косвено да помогне за компенсиране на част от загубените функции.

Причината е в непосредствения характер на музиката. Тя се развива в реално време и привлича вниманието ни по начин, който трудно можем да пренебрегнем. Именно това я превръща в особено подходящ инструмент за предизвикване на конкретни преживявания и реакции в мозъка. Както при краткосрочно, така и при продължително излагане на музика невроните могат да започнат да се активират по нови начини, а с времето това да подпомогне изграждането и пренареждането на комуникационните връзки между тях.

Тъкмо затова музиката може да се окаже важен инструмент за бъдещето на прецизната медицина. Колкото повече учените разбират емоционалното въздействие на музиката и начина, по който то се различава при отделните хора, толкова повече се разширяват възможностите за разработване на нови подходи за облекчаване на заболявания и подобряване на общото благосъстояние – както при пациентите, така и при здравите хора.

Силбърсуайг и колегите му се надяват постепенно да обединят натрупаните знания за невронните механизми на музиката в по-цялостен модел. Според него това е не само важна научна стъпка, но и изследователска посока с особено значение.

„Изглежда, че мозъкът ни е изключително добре настроен към музиката“, казва той. „Тя докосва нещо много съществено в нас.“