Живая музыка сильнее синхронизирует мозговые волны с ритмом, чем записанная 

Фото из открытых источников

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Social Cognitive and Affective Neuroscience, предоставляет доказательства того, что прослушивание живой музыки вызывает более сильную синхронизацию мозговых волн с музыкальными ритмами по сравнению с прослушиванием записи. Эта усиленная синхронизация мозга и музыки, как правило, предсказывает, насколько человек получает удовольствие и вовлеченность во время выступления. Полученные результаты предлагают биологическое объяснение того, почему посещение концерта может вызывать гораздо больше эмоций, чем прослушивание музыки на телефоне или компьютере.

Посещение концертов остается чрезвычайно популярным во всем мире, даже несмотря на то, что высококачественная потоковая передача аудио позволяет получать безупречные записи по запросу. Эта устойчивость побудила исследователей Аруна Астхагири и Психе Луи из Института когнитивного и мозгового здоровья при Северо-восточном университете задаться вопросом, почему живое выступление заметно отличается от записанного.

«Если запись может точно воспроизвести акустический сигнал, почему живое выступление ощущается совсем иначе? Всё больше исследований показывают, что во время живых концертов зрители физиологически синхронизируются друг с другом, и что ритмическая синхронизация — тенденция нейронных колебаний выравниваться с внешними ритмическими стимулами — лежит в основе приятного желания двигаться в такт музыке», — говорит Луи.

«Но мы не знали, может ли сам контекст живого выступления, независимо от различий в самом акустическом сигнале, изменить силу нейронной синхронизации». Нейронная синхронизация — это тенденция мозга синхронизировать свои внутренние электрические ритмы с внешними паттернами, такими как музыкальный ритм. Астхагири и Луи поставили перед собой задачу определить, изменяется ли этот процесс синхронизации во время живого выступления независимо от различий в фактическом качестве звука. «Мы хотели проверить это напрямую, в экологически достоверной обстановке — в настоящем концертном зале — а не в стандартной лаборатории ЭЭГ».

Чтобы воссоздать эту природную среду, исследователи обратились к местному музыкальному учреждению. «Нам повезло сотрудничать с Консерваторией Новой Англии в этом проекте», — говорит Луи. «Первый автор исследования, Арун Астхагири, учился там игре на скрипке и имеет тесные связи с консерваторией».

Ученые привлекли к исследованию 21 участника, все из которых имели формальное музыкальное образование. Участники прослушали четыре различных сольных скрипичных отрывка, написанных Иоганном Себастьяном Бахом. Два произведения были быстрыми, а два — медленными. Половина отрывков была исполнена вживую на сцене профессиональным скрипачом Джошуа Брауном. Другая половина была воспроизведена с высококачественных аудиозаписей того же скрипача с помощью акустической системы, размещенной в том же самом месте на сцене.

Исследователи выровняли громкость живого исполнения на скрипке и громкость акустической системы, чтобы обеспечить одинаковый уровень звука. Они также попросили участников держать глаза закрытыми во время выступлений. Этот шаг позволил отделить восприятие живой музыки от визуальных аспектов, таких как наблюдение за движениями исполнителя или игрой на инструменте.

Пока участники слушали музыку, ученые записывали активность их мозга с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Это устройство, широко известное как ЭЭГ, представляет собой шапочку с датчиками, надеваемую на кожу головы для измерения электрических сигналов в мозге. После окончания каждого музыкального произведения участники заполняли анкету, оценивая свои впечатления по таким факторам, как удовольствие, вовлеченность, спонтанность и сосредоточенность.

Данные показали, что участники неизменно оценивали живые выступления выше по комбинированной шкале удовольствия и вовлеченности, чем записанные версии. Помимо этих субъективных оценок, данные ЭЭГ выявили различия в том, как мозг обрабатывает звуки. Ученые сосредоточились на показателе, называемом цереброакустической фазовой синхронизацией.

Синхронизация фаз измеряет, насколько согласованно циклические паттерны мозговых волн совпадают с ритмическими импульсами в музыке. В случае быстрых музыкальных произведений живое исполнение приводило к значительно более сильной синхронизации фаз, чем записанные треки. В частности, мозговые волны синхронизировались более точно со скоростью воспроизведения отдельных музыкальных нот.

В быстрых произведениях синхронизация мозговых волн происходила в тета-диапазоне частот. Эта конкретная частота соответствует примерно четырем-восьми циклам в секунду, что идеально совпадало со скоростью отдельных музыкальных нот.

«Влияние живого звучания на фазовую синхронизацию оказалось статистически устойчивым и выдержало коррекцию на множественные сравнения по частотам», — сказал Луи. «Если говорить конкретно: внутри группы участников ожидаемое значение фазовой синхронизации для живого звучания по сравнению с записанным было примерно на 31% выше (оценка модели e^0.27 = 1,31)».

«Это существенное различие, учитывая, насколько тщательно мы контролировали сенсорную среду — громкость, местоположение источника и даже визуальное воздействие были одинаковыми в разных условиях. Эффект также был специфичен для ритмически значимых частот (частота нот в быстрых отрывках), а не проявлялся повсеместно в спектре, что повышает уверенность в интерпретации».

Ученые также обнаружили прямую математическую связь между данными о работе мозга и ответами на опрос. «Наиболее поразительным открытием стала взаимосвязь между работой мозга и поведением», — объяснил Луи. «Мы проверили, предсказывает ли степень усиления фазовой синхронизации нейронов при прослушивании живой музыки по сравнению с записанной, насколько также возрастают удовольствие и вовлеченность слушателя — и это подтвердилось, причем значительно (β = 2,85, P < 0,001). Более сильная нейронная связь с ритмом музыки во время живого выступления была напрямую связана с более позитивным субъективным опытом. Это указывает на двустороннюю связь между низкоуровневой обработкой слуховой информации и аффектом, что нас очень радует».

Итак, какой главный вывод? Результаты показывают, что «ваш мозг реагирует на живую музыку заметно иначе, чем на запись, даже если сама музыка идентична», — сказал Луи. «Мы обнаружили, что нейронные колебания более тесно связаны с ритмической структурой музыки во время живых выступлений — явление, называемое цереброакустической фазовой синхронизацией, — и что эта более сильная нейронная связь предсказывает, насколько слушатели получали удовольствие и были вовлечены в происходящее».

«Иными словами, мозг и субъективный опыт рассказывали одну и ту же историю: нечто в контексте живого выступления усиливает связь между вашими нейронными ритмами и ритмами музыки, и эта разница отражается на ваших ощущениях», - объясняет Луи.

Хотя исследование дает новое понимание обработки музыки, следует учитывать несколько ограничений. Поскольку все 21 участник имели музыкальное образование, ученые отмечают, что эти специфические реакции мозга могут не отражать реакции населения в целом. Люди с большим музыкальным опытом могут быть необычайно чувствительны к тонким различиям между живым музыкантом и говорящим человеком.

Кроме того, в эксперименте учитывались социальные факторы: участники слушали концерт в одиночестве с закрытыми глазами. Типичный живой концерт предполагает визуальную стимуляцию и присутствие толпы других людей. Это означает, что измеренные в этой изолированной обстановке эффекты на мозг, вероятно, представляют собой базовый уровень, а не полную картину обычного концертного опыта.

Ещё одно замечание: улучшенная синхронизация работы мозга была статистически значимой только для быстрых музыкальных отрывков. Медленные произведения отличались большей ритмической изменчивостью и выразительным темпом, что является музыкальным приёмом, известным как рубато. Такое изменение темпа могло затруднить мозгу фиксацию на устойчивом ритме, независимо от того, была ли музыка живой или записанной.

В дальнейшем исследователи планируют расширить это направление исследований.

«Во-первых, нас интересует расширение социального аспекта: что происходит, когда одновременно присутствует несколько слушателей или когда происходит явное взаимодействие между исполнителем и аудиторией?» — сказал Луи. «Во-вторых, нас интересуют последствия применения музыкальных методов воздействия на здоровье мозг. Нейронная синхронизация с ритмом сохраняется с возрастом и играет важную роль в внимании и сенсомоторных функциях. Если взаимодействие с живой музыкой приводит к более сильной нейронной связи, чем с записанной музыкой, это имеет практическое значение для проектирования терапевтических сред на основе музыки — для пожилых людей, для людей с трудностями в концентрации внимания и для неврологических групп населения в целом».