Язык музыки и его психофизические основы (обзор)

Введение

Согласно томографическим исследованиям, звуки музыки способны активизировать систему вознаграждения мозга [1, 2]. Музыка может вызывать мурашки по коже (пилоэтекцию) [3, 4] и влиять на психофизиологическое состояние слушателей, изменяя нейробиохимию [5], ритм сердца, частоту дыхания и электропроводимость кожи [6–10]. Если прагматичные эмоции [11, 12] происходят в ответ на конкретные знаки и образы и служат для выживания, эмоциональную отзывчивость на музыку объяснить сложнее, поскольку в музыке нет ни когнитивных констант [13] типа слов и видимых образов, ни соматосенсорных ощущений, таких как тепло от горячего хлеба или свежесть и влага дождя.

Способность музыки влиять на чувства и физиологию слушателей и пробуждать сложные эмоции [14] без участия слов и узнаваемых видимых образов означает, что музыка использует некий очень простой и в то же время мощный механизм, который воздействует на человеческий разум более-менее прямым и несложным путем.

Психофизика консонансов и диссонансов и принцип наименьших усилий

Основные элементы музыки — благозвучные и диссонантные звукосочетания — производят различающиеся рисунки активизации мозга у новорожденных [15]. У малышей в возрасте одного месяца изменяется сердечный ритм на те мелодии, которые они слышали до рождения, во время последнего месяца нормальной беременности их мам [16]. Исследования двух-, четырехмесячных детей показывают, что они смотрят с интересом на источник благозвучных консонантов и отворачиваются, когда слышат диссонансы [17], т.е. понимание характера основных мелодических элементов — понимание основного строительного материала музыки — дано человеческим существам с младенчества. К восьми годам у детей развивается интуиция на язык тональной гармонии [18], что делает доступным навигацию в тональном пространстве музыки. Это пространство объясняется короткой и элегантной формулой гармонического движения: тоника (I) — субдоминанта (IV) — доминанта (V) — тоника (I), в которой римские цифры обозначают ступени диатонической гаммы, а слова определяют три основные функциональные области в тональном пространстве. Изучение реакций студентов университета на специфические особенности музыкального пространства, такие как тональная модуляция и музыкальные стили, показывает, что слушатели без формального музыкального образования обладают тонкой чуткостью к сложным музыкальным процессам [19]. Понимание сути содержания музыки не требует специальной музыкальной подготовки [20].

С точки зрения нейронауки восприятие музыки принадлежит аффективному сознанию [21, 22]. Согласно модели триединого мозга [23], процессы прелингвистического и эмоционального осознания осуществляются в лимбической системе [24]. Исследования процессов эмоциональной обработки в музыке сфокусированы в основном на тональных отношениях [25, 26], а именно на таких аспектах, как мажорный и минорный лады [19, 27–37]. Тональные отношения являют собой главный морфологический принцип той привычной всем музыки, которую можно напевать и под которую можно танцевать. В музыковедении тональные отношения объясняются с точки зрения иерархии воспринимаемого тонального напряжения и тональной неустойчивости [38–41]. Интуитивное следование человеческого разума от тональной неустойчивости к устойчивости является источником ощущения движения в музыке [39, 42].

Понятие тональной неустойчивости используется в детских музыкальных школах для объяснения основ теории музыки и таких структурных явлений, как музыкальная фразировка. Именно понятие тональной неустойчивости лежит в основе трудов о музыкальном синтаксисе (функциональной гармонии) [25, 41] и об анализе музыкальных форм [40, 43, 44]. Поскольку воспринимаемая тональная неустойчивость генерируется иерархией тонального притяжения, т.е. градиентом притяжения, тональное пространство получило определение «феноменальная гравитация» [45].

Одно из самых интересных направлений в изучении восприятия музыки затрагивает связь между воспринимаемым тональным напряжением и реальным физическим напряжением [46–48]. Эта связь позволяет отнести восприятие музыки к области воплощенного (телесного) сознания [42, 49, 50]. С другой стороны, открытие градиента перцептивного комфорта для музыкальных звукосочетаний [51, 52] дало возможность объяснить разницу между характером звучания напряженных диссонансов и благозвучных консонансов с точки зрения принципа наименьших усилий [53]. А именно, поскольку консонантные сочетания звуков обладают общей важной спектральной информацией [54], это должно облегчать нейронную обработку консонансов по сравнению с напряженно-звучащими диссонансами. Речь здесь идет о генерируемых вибрацией обертоновых сериях [55].

Спектральная общность информации особенно наглядна для пифагорейских интервалов октавы, квинты и кварты; все три известны со времен античности как консонантные созвучия. У каждого пифагорейского интервала второй звук дублирует один из трех первоначальных (сильных) обертонов первого звука (учитывая октавную эквивалентность). Еще более впечатляющей является психофизика мажорного трезвучия — благо­звучного и «веселого», — тона которого представляют собой комбинацию из основного тона и его первых четырех обертонов (это означает, что обертоновая серия любого натурально произведенного музыкального звука начинается с мажорного трезвучия). Судя по всему, в отношении мелодических элементов мы имеем дело с «законом лености»: когда обработка сложного сигнала облегчается благодаря дублированию «громкой» информации в обертоновых сериях составляющих звуков, это транслируется в приятность звучания. Такое объяснение гармонирует с известным выражением Лейбница, в котором он назвал музыку «подсознательным вычислением души, не знающей, что она занята вычислением». Таким образом, восприятие мелодических элементов не требует интеллектуальных усилий, но опирается на «скрытое измерение обертонов».

Открытие связи между воспринимаемым тональным напряжением и реальным физическим напряжением [47], как и открытие градиента перцептивного комфорта для музыкальных звукосочетаний [51, 52] подчеркивают важность прекогнитивного аспекта в восприятии музыки. Эта особенность восприятия «строительного материала» музыки объясняет ее широкую доступность для слушателей, включая пациентов с болезнью Альцгеймера [56] и подростков с аутизмом [57].

Архаичная модель восприятия музыки

Связь между воспринимаемым тональным напряжением и реальным физическим напряжением означает, что тонально-временные паттерны музыки передают логику эмоций [58] посредством наиболее примитивных реакций, присущих всему живому, — физического напряжения и расслабления. В контексте аффективной нейробиологии [22] архаичная модель восприятия музыки [19] предполагает, что эмоции в ней тесно связаны с висцерально-моторными реакциями на напряженные и ненапряженные мелодические элементы, а именно, что интеграция тонально-временных отношений в музыке имитирует динамику интеграции сомато- и висцерально-моторной информации, присущей формированию обычных, немузыкальных эмоций, и что эта «внутренняя» сомато- и висцерально-моторная информация является неотъем­лемой частью формирования музыкальных структур, передающих образы психологического времени в музыке.

Когда мы сравниваем механизмы передачи информации в музыке с передачей информации в речи, поражает несхожесть этих двух способов общения. В музыке нет ничего подобного словам и частям речи. Вместо этого восприятие музыки опирается на интуитивное ощущение уровней тональной неустойчивости и напряженности. И хотя у музыки и речи есть общий доисторический корень — вокализация, — эволюционная бифуркация ее на речь и музыку привела к радикально разным принципам передачи информации. Если та ветвь вокализации, что развилась в речь, опирается на семантическую определенность слов (которые могут быть с большой точностью переведены на другие языки), то музыка имеет дело с эмоциональной компонентой вокализации. Единственная схожесть между речью и музыкой — это интонирование речи, так называемая мелодия речи, заостряющая значение слов. Слова способны описать погоду, возраст, пол и профессиональную подготовку данного человека. Музыка совершенно беспомощна в своей неопределенности там, где дело касается фактов, но она способна с исключительной точностью отобразить и передать эмоциональные состояния. Когда мы видим людей, говорящих о чем-то со страстью, это может нас тоже разволновать. В то же время, чтобы понять речи, к примеру, Фауста и Отелло в оригинале, мы должны знать набор определенных слов (немецких и английских соответственно), а также синтаксические правила пользования этими словами. Что касается музыки, она не требует перевода благодаря интуитивно ощущаемому градиенту тонального притяжения, лежащему в основе музыкальной морфологии.

Иерархия дискретных уровней тональной неустойчивости образует систему отсчета, позволяющую считывание мелодических паттернов и восприятие музыкальных структур. В европейской традиции, доминирующей в сегодняшнем мире, музыкальная система отсчета представляет собой диатоническую гамму, состоящую из семи тонов. Тона отличаются по звуковысотности, но это уступает в важности различиям в уровне притяжения тонов гаммы к тональному центру — тонике. В процессе слушания музыки каждая нота и каждое музыкальное звукосочетание проверяются на статус в тональном пространстве, которое генерируется уровнями воспринимаемого тонального притяжения. Состояние, при котором такая проверка на тональный статус недоступна, называется амьюзией [59]. Хотя у неврологически здоровых амьюзиков наблюдается нормальное понимание речи, неспособность к созданию мысленной системы отсчета не позволяет им улавливать музыкальные структуры в тональном пространстве.

Тональное пространство линейно в смысле распределения частоты звука, но оно нелинейно в смысле тонального притяжения [60]. Более того, тональная материя организована циклично [61, 62], так что те же 12 полутонов хроматической гаммы повторяются в разных регистрах, создавая звуковой диапазон, например диапазон из 88 звуков рояля. Экономия музыкальной материи — 7 тонов диатонической гаммы плюс 5 хроматических тонов — является еще одним фактором, объясняющим широкую доступность восприятия музыки.

Терапевтические свойства музыки

Способность музыки активизировать систему вознаграждения мозга и пробуждать эстетические эмоции говорит о ее терапевтическом потенциале [63]. Например, музыкальная терапия для детей с аутизмом помогает развивать речь [64] и навыки общения [65]. Применение мелодической интонационной терапии (MIT) способствует восстановлению речи у пациентов с афазией Брока [66].

Один из самых очевидных и энигматичных эффектов музыкальной терапии наблюдается у пациентов с болезнью Паркинсона, когда звуки ритмической музыки внезапно улучшают двигательные функции больных, как бы мгновенно «настраивая» работу сложных нейробиологических механизмов движения пострадавших в результате дефицита дофаминергических нейронов [67, 68]. Более того, занятия по методу ритмической аудиостимуляции (RAS) приводят к устойчивому улучшению походки при болезни Паркинсона [69–71].

Для пациентов с инсультом мозга слушание музыки ведет к улучшению как концентрации внимания, так и лексической памяти, что происходит наряду с тонкой структурной реорганизацией во фронтально-лимбической области мозга пациентов [72].

Регулярные занятия игрой на музыкальном инструменте производят нейропластичные изменения белого и серого вещества у детей и взрослых [63, 73–75]. У детей нейропластичные изменения сопровождаются улучшением выполнения задач на запоминание [76, 77], коррелирующих с коэффициентом интеллекта (IQ). У лиц пожилого возраста обучение игре на музыкальном инструменте повышает уровень зрительно-моторного внимания, улучшает двигательные функции и положительно влияет на ощущение качества жизни [78, 79]. Эти положительные изменения позволяют отнести занятия музыкой к когнитивной терапии.

Закономерно, что в последнее время одним из наиболее перспективных направлений в создании реабилитационных систем с резонансным нейробио­управлением от естественных осцилляторов пациента становится использование музыки или музыкоподобных сигналов для контролируемой коррекции функциональных состояний [80–85].

Заключение

Интуитивно воспринимаемые морфологические особенности языка музыки делают понимание ее содержания повсеместно доступным, не требуя формального обучения. Концепция главного морфологического принципа тональной музыки — ощущаемого тонального напряжения — принадлежит изначально теории музыки, и именно союз музыковедения и нейропсихологии позволяет изучать поведенческие и нейробиологические корреляты эмоциональной отзывчивости на музыку. Мелодическая материя пространства музыки отличается экономией и простотой восприятия ее основных элементов. Организация этих элементов в тонально-временные структуры музыкального искусства способна создавать сложные образы психологического состояния — виртуальную действительность эмоций. Музыка обладает терапевтическим потенциалом, природа которого все еще не всегда понятна. Активные занятия музыкой и даже слушание музыкальных произведений способны произвести нейропластичные изменения, сопровождающиеся улучшением когнитивных функций. Эти терапевтические эффекты позволяют отнести музыку к инструментам когнитивной терапии.

Финансирование исследования и конфликт интересов. Исследование не финансировалось какими-либо источниками, и конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.