Марко Магрини - Мозг. Инструкция пользователя

Кто издает звуки? Откуда они исходят? Эволюционной задачей возникновения слуха был поиск как можно более быстрого ответа на эти два вопроса. Ответ был связан самым непосредственным образом с физическим выживанием. Это опасность? И где она?

Слух возник еще у первых амфибий многие миллионы лет назад и долгое время служил для поиска добычи и способом избежать самому стать ею. Грандиозная по сложности биологическая структура имеет миниатюрные размеры (современное ухо состоит из десятков составных частей, тысяч работающих в синхронном режиме деталей). Человеческий слух стал утонченным результатом сложнейшей работы эволюции, создавшей Homo sapiens sapiens и наделившей его речью. И самое поразительное и загадочное – у человека развилась удивительная способность сочинять музыку и наслаждаться ею.

Звук – это волны, распространяющиеся путем колебаний воздуха. Если в каком-либо фантастическом фильме вы вдруг увидите режиссерскую задумку в виде пения инопланетян в космосе, знайте, что это надувательство – там, где нет воздуха, не может быть и звука. Звуковая волна распространяется со скоростью 1230 км/час и заставляет вибрировать волосковые клетки, рецепторы слуховой системы.

Они расположены внутри Кортиева органа (назван в честь открывшего его итальянского анатома XIX века), части внутреннего уха на базилярной мембране, и способны резонировать, как струны музыкального инструмента. Да и весь слуховой аппарат напоминает музыкальный инструмент.

Когда оркестр, проверяя настройку инструментов, издает роковое «ля» первой октавы, воздух колеблется с частотой 440 герц, то есть совершает 440 колебаний в секунду. А «ля» нижней октавы создает колебания частотой в 220 герц, более медленные, звук раздается более низкий. С помощью этой информации слуховая кора мозга, расположенная в височных долях, немного ниже ушей, воссоздает частоту, скорость, интенсивность и расположение источника звука, опознает любые звуки, от кошачьих воплей в кустах до любовного блюза Фрэнка Синатры.

Среди тайн нейронауки особняком стоит восприятие музыки. Почему красивая песня вызывает выброс дофамина [см. стр. 41] и доставляет удовольствие людям? Почему квартет арфисток снижает уровень кортизола [см. стр. 45], гормона стресса, и повышает уровень иммуноглобулина, антител в крови? К тому же никакой очевидной связи между естественным отбором эволюции и музыкой не просматривается.

Давно известно, что зоны наслаждения музыкой расположены в областях мозга, обладающих самыми разными функциями. В 2015 году исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили в слуховой коре область, отвечающую только за восприятие музыки. Другое исследование, выполненное в университете Йювяскюля в Финляндии, выявило с помощью технологии МРТ, что при слушании музыки возбуждаются области мозга, расположенные довольно далеко от височных долей [см. стр. 75]. Ритм, одна из фундаментальных характеристик музыки, волнует области мозга, отвечающие за движение, что свидетельствует о тесной связи музыки и танца. Мелодия, ее темп и тональность, то есть последовательность частот, описываемая математическими функциями, вызывает реакцию в лимбической системе, в центре эмоций. Ощущение гармонии (на самом деле в финском исследовании речь шла о «тембре»), похоже, связано с « режимом по умолчанию », то есть областями мозга, активными в состоянии покоя и отвечающими за богатство воображения и в конечном счете за творческие способности [см. стр. 184].

Ученые полагают, что музыка представляет собой универсальное переживание, в том смысле, что оно присутствует во всех человеческих культурах. Доказано, что заниматься ею полезно, у музыкантов мозолистое тело развито сильнее, чем у немузыкантов, так же как и зоны контроля движения, слуха и координации в пространстве. Некоторые исследователи полагают, что совместные занятия музыкой, синхронизация ритма и темпа с другими музыкантами и певцами провоцируют выделение окситоцина, так называемого гормона привязанности [см. стр. 42]. Возможно, именно поэтому наши дальние предки предавались церемониальному пению перед сражением или совместной охотой. Чувство дружеского плеча и единства с товарищами, поддержанное окситоцином, придавало сил и создавало преимущество в борьбе за выживание. И в наши дни люди, увлекающиеся хоровым пением, отмечают, что оно имеет оздоровляющий эффект.

Другим преимуществом, обретенным человеком в эволюционном соревновании, стала способность понимать речь, ее обеспечили слух и способность коры мозга к расшифровке произнесенного. Возможно, это наиболее важное отличие вида Homo sapiens от других животных. В способность человека разговаривать вовлечены не только области Вернике (специализируется на понимании речи) и Брока (специализируется на производстве речи) [см. стр. 74], но и многочисленные другие группы нейронов и нейронные пути; они превращают звуковые волны в слова, несущие смыслы, ассоциации, классификации. Слова, произнесенные определенным образом, способны успокоить или, наоборот, вызвать бурные эмоции в лимбической системе.

Не так уж много нужно этих самых слов, чтобы показать, сколь сильное влияние постоянное общение оказало на эволюцию человеческого вида и цивилизацию. Если бы слуха не было, следовало бы его изобрести специально.

Всякий раз, как специалисты говорят об органах чувств, осязание оказывается последним. Дать определение осязанию, по правде сказать, довольно трудно. Более помпезным, но при этом более уместным было бы название « соматосенсорная система», поскольку через нее в мозг транслируется невероятное количество самой разной информации, поступающей со всей поверхности тела.

Наше тело буквально усеяно датчиками, специализирующимися на разных параметрах: осязательными рецепторами, рецепторами давления, боли, температуры, вибрации и положения в пространстве. Они отправляют в мозг сигналы от кожи, мускулов, костей, внутренних органов и даже сердечно-сосудистой системы. Попробуйте угадать, какой орган единственный не обладает сенсорными датчиками? Какой орган, надежно запертый в хранилище, никогда не посылает сигналов боли? Это легко: это мозг, в нем нет никаких рецепторов, даже боли [8] А как же головная боль? В черепе есть участки с рецепторами боли, такие как черепные нервы или мозговые оболочки, мембраны, обволакивающие мозг и удерживающие спинномозговую жидкость [см. стр.]. .

Механизм прекрасен своей хитроумностью. Он является неотъемлемой частью периферийной нервной системы, и в нем действуют сенсорные, так называемые афферентные нейроны [см. стр. 26]; их сома расположена в спинном мозге, и аксон [см. стр. 32] связывает ее со специализированными рецепторами (например, боли), которые способны превратить укол булавкой в электрохимический сигнал, понятный нейрону. Сигнал передается на высокой скорости, через два других нейрона, которые действуют как эстафетная команда сквозь спинной мозг, и достигает продолговатого мозга [см. стр. 57], затем центра сортировки информации в таламусе [см. стр. 62] и поступает наконец в соматосенсорную кору в теменных долях, где обрабатывается окончательно и смешивается с миллионами других сигналов.