Классическая музыка улучшает настроение, блокируя нейронные колебания

Недавнее исследование из Китая раскрыло новые идеи о том, как прослушивание классической музыки может положительно влиять на мозг, предлагая потенциальный немедикаментозный подход к лечению депрессии. Опубликованное в Cell Reports исследование демонстрирует, что классическая музыка может синхронизировать определенные области мозга, ответственные за обработку как звука, так и эмоций, что помогает облегчить симптомы депрессии. 

Используя передовые измерения мозговых волн и нейронную визуализацию, ученые определили, что музыка задействует цепь, соединяющую слуховую кору и части мозга, участвующие в вознаграждении и эмоциональной обработке, создавая то, что исследователи называют «тройной блокировкой» нейронных колебаний.

Исследователи были мотивированы необходимостью новых способов лечения депрессии, серьезной глобальной проблемы здравоохранения. Текущие методы лечения, такие как антидепрессанты и психотерапия, не работают для всех, особенно для людей, страдающих от резистентной к лечению депрессии. До половины всех людей с серьезным депрессивным расстройством испытывают ограниченное или не испытывают никакого облегчения от этих традиционных методов лечения.

Музыкальная терапия использовалась на протяжении столетий для улучшения настроения, и современная наука показала, что музыка может влиять на мозговую активность, связанную с эмоциями. Однако еще многое предстоит узнать о том, как музыка влияет на мозг, особенно у людей с тяжелыми формами депрессии, которые плохо реагируют на стандартные методы лечения. Изучая реакцию мозга на музыку у людей с устойчивой к лечению депрессией, исследователи надеялись открыть новые способы улучшения психического здоровья с помощью музыки в качестве неинвазивного лечения.

В исследовании приняли участие 23 пациента с диагнозом резистентной к лечению депрессии. Все участники испытывали депрессивные эпизоды в течение как минимум двух лет, и ни один из них не отреагировал хорошо как минимум на три различных типа лечения антидепрессантами. Перед экспериментом каждый участник прошел хирургическую процедуру по имплантации электродов глубоко в мозг, чтобы воздействовать на определенные области, участвующие в обработке эмоций и вознаграждений. Первоначально эти электроды были имплантированы для терапии глубокой стимуляции мозга, которая используется для лечения некоторых случаев депрессии, но в этом исследовании электроды использовались исключительно для регистрации активности мозга.

В ходе эксперимента участники слушали два разных типа классической музыки: одно произведение, вызывающее грустные эмоции (Симфония № 6 Чайковского), и другое, вызывающее радостные эмоции (Симфония № 7 Бетховена). Исследователи измеряли эмоциональные реакции участников на музыку с помощью визуальной аналоговой шкалы, где они оценивали уровень депрессии, тревожности и удовольствия от музыки. Мозговая активность регистрировалась как с помощью традиционных датчиков электроэнцефалограммы (ЭЭГ) на скальпе, так и с помощью имплантированных электродов, которые отслеживали более глубокие области мозга.

Чтобы лучше понять, как музыка влияет на мозг, исследователи также использовали математические модели и методы машинного обучения для анализа мозговых волн. Они специально изучали, как мозговые колебания — ритмические паттерны активности — синхронизируются между слуховой корой (ответственной за обработку звуков) и ядром ложа конечной полоски (BNST) и прилежащим ядром (NAc), двумя ключевыми областями, участвующими в обработке эмоций и вознаграждения.

Результаты исследования показали, что музыка оказывает глубокое воздействие на мозг, особенно когда она нравится слушателю. Независимо от того, была ли музыка грустной или радостной, участники, которые сообщили о большем удовольствии, испытали наибольшее снижение симптомов депрессии. Это говорит о том, что личные предпочтения играют более важную роль в эмоциональном и антидепрессивном воздействии музыки, чем конкретное эмоциональное содержание самой музыки.

На нейронном уровне исследователи обнаружили, что наслаждение музыкой было связано с повышенной синхронизацией между слуховой корой мозга и контуром BNST-NAc. Эта синхронизация происходила посредством «тройной блокировки», паттерна, при котором ритмическая активность мозга в слуховой коре была синхронизирована с активностью как в BNST, так и в NAc.

«Схема BNST-NAc, иногда называемая частью «расширенной миндалины», подчеркивает тесную связь между этой схемой и миндалиной, центральной структурой в обработке эмоциональной информации», — пояснил старший автор исследования Бомин Сан, директор и профессор Центра функциональной нейрохирургии в Шанхайском университете Цзяо Тун. «Это исследование показывает, что музыка вызывает тройную блокировку нейронных колебаний в кортикальной-BNST-NAc схеме посредством слуховой синхронизации».

Другим важным открытием является роль мозговых колебаний или ритмических паттернов нейронной активности в реакции мозга на музыку. Исследователи заметили, что гамма-колебания, которые являются быстрыми мозговыми волнами, связанными с вниманием и эмоциональной обработкой, были более распространены в BNST и NAc, когда участники наслаждались музыкой.

Эти гамма-колебания также были тесно связаны с тета-колебаниями, которые являются более медленными мозговыми волнами, часто связанными с памятью и навигацией. Исследование показало, что когда участники наслаждались музыкой, тета-колебания в слуховой коре были синхронизированы с гамма-колебаниями в BNST и NAc, подкрепляя идею о том, что наслаждение музыкой активирует сеть областей мозга, участвующих в эмоциональной обработке и вознаграждении.

Исследователи далее изучили это, изучив синхронизацию этих мозговых волн, обнаружив, что гамма-колебания в BNST и NAc часто были «вложены» в тета-колебания в слуховой коре. Это вложение относится к идее о том, что более быстрые гамма-волны возникали в определенных точках более медленного цикла тета-волн, создавая ритмический рисунок синхронизированной активности. Это вложение было намного сильнее у участников, которым нравилась музыка, что предполагает, что чем более синхронизирована мозговая активность, тем сильнее эмоциональный и антидепрессивный эффект музыки.

Интересно, что участники, которые слушали знакомую, но не любимую ими музыку, не показали практически никакого улучшения симптомов депрессии. В этих случаях мозг не показал того же уровня синхронизации между слуховой корой и областями эмоциональной обработки. Это еще раз подчеркивает важность личных музыкальных предпочтений в способности музыки облегчать симптомы депрессии.

В случаях, когда участники не реагировали на музыку, исследователи экспериментировали со слуховой модуляцией. Это включало введение определенных звуковых частот, предназначенных для улучшения синхронизации между слуховой корой и контуром BNST-NAc. Результаты показали, что эта слуховая модуляция была успешной в повышении синхронизации мозга и улучшении симптомов депрессии, даже у участников, которые ранее показывали слабую реакцию на музыку. Это открытие открывает новые возможности для использования звуковых терапий для улучшения реакции мозга на музыку, особенно для людей, которые не испытывают немедленной пользы от музыкальной терапии.

«Наше исследование объединяет области нейронауки, психиатрии и нейрохирургии, обеспечивая основу для любого исследования, направленного на взаимодействие музыки и эмоций», — сказал Сан. «В конечном итоге мы надеемся перенести наши результаты исследований в клиническую практику, разработав удобные и эффективные инструменты и приложения для музыкальной терапии».

Но исследование, как и все исследования, имеет некоторые ограничения. Во-первых, размер выборки был относительно небольшим, всего 23 участника. Хотя этого числа достаточно для получения предварительных результатов, потребуются более масштабные исследования, чтобы подтвердить эти результаты и посмотреть, применимы ли они к более широкой популяции. Исследователи также столкнулись с ограничениями, связанными с их оборудованием. Хотя электроды предоставили ценные данные о глубокой активности мозга, точность измерений можно было бы улучшить с помощью новых технологий.

Заглядывая вперед, исследовательская группа заинтересована в изучении того, как различные формы сенсорной стимуляции, включая визуальный и тактильный опыт, могут работать в сочетании с музыкой для усиления терапевтического эффекта для людей с депрессией. Они также планируют сотрудничать с экспертами в области технологий и музыкальной терапии для разработки цифровых инструментов, которые могли бы предоставлять персонализированную музыкальную терапию через смартфоны или другие устройства.

«Сотрудничая с врачами, музыкальными терапевтами, компьютерными учеными и инженерами, мы планируем разработать серию цифровых медицинских продуктов на основе музыкальной терапии, таких как приложения для смартфонов и носимые устройства», — сказал Сан. «Эти продукты будут интегрировать персонализированные музыкальные рекомендации, эмоциональный мониторинг и обратную связь в реальном времени, а также мультисенсорные ощущения виртуальной реальности, чтобы предоставить удобные и эффективные инструменты самопомощи для управления эмоциями и улучшения симптомов в повседневной жизни».