Музична діяльність і її мозкова організація

Музична діяльність, під якою слід розуміти не тільки активне музикування, але й сприйняття музичної інформації, займає важливе місце в психічному житті людини (Бочкарьов, 1997 Петрушин, 1997). Згідно ряду даних, вже на останніх місяцях внутрішньоутробного розвитку плід людини диференціює гучність, темп, ритм сприймається музики, по-різному рухається у відповідь на «улюблені» і «нелюбимі» твори (Маляренко, 1998). Отже, структури мозку, що забезпечують музичну діяльність, дозрівають досить рано. Які ж ці структури, як змінюється мозкова організація музичної діяльності в онтогенезі? Призводять чи музичні заняття до функціональних і морфологічних змін в головному мозку?

Спроби встановити зв`язок між музичною діяльністю і мозковими структурами робилися ще на початку XIX ст. Так, Ф. Галль (Gall, 1822) виділив «орган взаємозв`язку між звуками, музичною пам`яттю і почуттям мелодії і гармонії» і припустив, що цей орган локалізується на нижній межі фронтальної і тім`яної областей. Можна помітити, що в запропонованій ним локалізації зона, що відповідає за музичні здібності, оточена зонами, відповідальними за математичні здібності, і близька до зон, які відповідають за гумор і радість. Нові дані в розвиток цих уявлень внесли дослідження мозку музикантів.

анатомічні дані

Автор патологоанатомічних досліджень мозку відомих музикантів (Auerbach, 1906, 1908, 1911, 1913) зробив висновок, що у них краще розвинені центральна і задня третина верхньої скроневої звивини, а також надкраевую звивина тім`яної частки. У мозку співака Штокхаузена було знайдено значний розвиток лівої другий фронтальної звивини.

Вивчення мозкових структур композиторів Р. Шумана і Б. Сметани (Spitzka, 1907) виявило, що у першого скронева западина коника більш широка, ніж фронтальна западина, а у другого (померлого від паралітичної ювенільної деменції) розширені шлуночки і атрофовані слухові нерви. Мозок скрипаля Рудольфа Ленз мав сильне розширення нижнетеменной зони, особливо в правій півкулі.

Анатомічний і цітоархітектоніческі порівняльний аналіз структур головного мозку обдарованих музикантів і представників інших професій (Beheim-Schwarzbach, 1974) показав, що у музикантів (особливо у скрипалів) сильно розвинена поперечна скронева звивина.

У дослідженні, опублікованому чоловіком піаністки, яка померла від гепатоаденоми (Tuge, 1974), виявилося, що центральна борозна її мозку довше звичайного, добре розвинена надкраевую звивина тім`яної частки, а звивина Гешля в лівій півкулі більше, ніж у правому.

Істотні доповнення в дані про мозок музикантів вносять сучасні дослідження, проведені за допомогою магнітно-резонансної томографії (МРТ) та позитронно-емісійної томографії (ПЕТ).

В ході ПЕТ-дослідження (Penhune et al., 1998) було виявлено, що у музикантів мозочок в середньому на 5% більше, ніж у немузикантов, а також збільшена площа моторної кори в зоні представництва рук.

Порівняльне МРТ-дослідження структур головного мозку музикантів-професіоналів, музикантів-аматорів і немузикантов (Gaser, Schlaug, 2003 a, b) показало, що області значного збільшення обсягу сірої речовини у музикантів в порівнянні з немузиканти переважно знаходяться в зоні навколо роландовой борозни: в моторних і соматосенсорних зонах, в премоторних верхнетеменних відділах і в нижній скроневої звивині білатерально. Значні відмінності були виявлені також в лівому мозочку, в лівій звивині Гешля і в лівій нижній фронтальній звивині.

За допомогою методу функціонального магнітного резонансу (фМРТ) група дослідників (Koelshch et al., 2005) провела порівняння активності мозку у музикантів, немузикантов і дітей, які займаються музикою, при прослуховуванні «правильних» акордових секвенций (з послідовністю «тоніка - субдомінанта - домінанта - тоніка ») і« неправильних »(що включають акорди з інших тональностей). При прослуховуванні будь-якій послідовності у дорослих випробуваних спостерігалася активація нижньої лобової звивини (поля 44, 45 по Бродману), премоторної кори (6-е поле), лобно-орбітальної зони (47-е поле) передньої островковой частки великого мозку, передньої частини верхньої скроневої звивини і задньої половини верхньої скроневої борозни, задньої частини середньої та верхньої скроневої звивини (поля 21, 37 і 22). У музикантів спостерігалася більш сильна активація фронтальної кори, особливо в лівій півкулі, в передній частині верхньої скроневої звивини, в надкраевой звивині тім`яної частки і в задній скроневої області. При цьому, якщо акорд в прослуховується послідовності непоєднуване з іншими, у музикантів спостерігалася більш сильна, ніж у немузикантов, активація в нижньої лобової звивині білатерально і в передній частині верхньої скроневої звивини правої півкулі. Після навчання музиці у дітей спостерігалася активація в нижньої лобової і в передній частинах верхньої скроневої звивини. Так само як і у дорослих, у дітей навчання призводило до активації нижньої лобової звивини і задньої частини верхньої скроневої звивини правої півкулі. На думку авторів, в цій зоні знаходиться нейрофізіологічна основа «музичного синтаксису» (уявлення про музичну функціональної послідовності), і музично-синтаксичні помилки активують ці зони більше у музикантів, ніж у немузикантов. Спираючись на результати дитячої вибірки, автори дійшли висновку, що ці відмінності можуть спостерігатися з 10 років, іноді раніше.

У подібному дослідженні (Tillmann, Bharucha, Bigand, 2000- Tillmann, Janata, Bharucha, 2003) була виявлена активація як у фронтальних відділах (нижня, центральна, верхня лобові звивини, островковая частка великого мозку, передня частина поясної звивини), так і в задніх (тім`яні звивини, задня частина поясної звивини). Прослуховування послідовностей, що закінчуються нетоніческой функцією, призводило до більшої активації нижньої лобової звивини, лобової покришки і островковой частки. Автори зробили висновок про участь зони Брока в немовних процесах і визначили її роль як «зони тимчасової інтеграції інформації». Зауважимо, що автори обох досліджень (Koelshch et al., 2005 Tillmann et al., 2000, 2003) вказують на провідну роль нижньої лобової звивини (зони Брока) в механізмі оцінки гармонійності акордових послідовностей, а також на спільність законів мовного і музичного синтаксису .

Таким чином, патологоанатомічні дані і результати нейровізуалізації виявляють відмінності мозку професійних музикантів від мозку людей, які не працювали музичною діяльністю, а також специфічну роль окремих мозкових структур в різних музичних операціях.

Клінічні дані

Відомої клінічної моделлю музичної діяльності є музичні галюцинації. У класичних дослідженнях по роздратуванню відкритих ділянок головного мозку (Penfield, Perot, 1963) музичні галюцинації з`являлися при подразненні скроневої частки і оперкулярной острівця головного мозку. Причому при подразненні правої півкулі галюцинації виникали в три рази частіше, ніж при подразненні лівого.

Вивчення здатності до розрізнення висоти звуків у пацієнтів з ураженням скроневої і лобової часток (Wieser, Wittlieb-Verpoort, 1995) показало наступне. При порівнянні звуків по висоті більше помилок робили хворі з ураженням правої скроневої частки, при виконанні сенсибілізованих проб кількість помилок зросла у хворих з ураженням обох скроневих часток, а також з ураженням правої лобної ділянки. Результати хворих з ураженням лівої лобної ділянки не відрізнялися від результатів здорових випробовуваних.

Л. Феррара, що опублікувала свою роботу в ІнтернетеI, провела в 2003 р дослідження музичних здібностей хворих, які перенесли операцію з амігдалогіппокампотоміі. Аналізу піддавалися такі параметри, як ритмічний і звуковисотний слух, музична пам`ять, здатність розрізняти звуки по висоті, гучності, тривалості і тембру. За результатами дослідження всі хворі показали більш низькі, ніж в нормі, здатності по звуковисотного слуху, а хворі після лівопівкулевих операцій продемонстрували явне погіршення музичної пам`яті. За іншими параметрами значущих відмінностей між експериментальною і контрольною групами не спостерігалося.

Група вчених (Liegeois-Chauvel et al., 1998) досліджувала здатність хворих після операції кортіктоміі скроневої частки розрізняти мелодії за такими параметрами, як інтервальні співвідношення, розмір і ритм. Результати показали, що правобічна кортіктомія веде до неможливості використання цього як інтервальні, так і ритмічні ознаки в розпізнаванні мелодій. Хворі після лівосторонньої кортіктоміі в аналізі мелодій могли спиратися тільки на інтервальні співвідношення.

Вчені з Гейдельберзького університету (Німеччина) повідомляють (Schneider et al., 2002), що обсяг слухової кори у музикантів на 30% більше, ніж у людей, що не мають відношення до музики. Крім того, у них велика площа мозку залучена в управління рухами пальців, необхідними для гри на різних інструментах.

психофізіологічні дані

Дослідники з Мюнстерського університету (Німеччина) показали (Pantev et al., 1998), що, коли музиканти слухають фортепіанну гру, активність слухових зон (дипольний момент), що реагують на музику, у них на 25% більше, ніж у немузикантов. Причому ступінь активації залежить від віку і стажу музиканта, але не від того, абсолютний або відносний у нього слух. Автори також виявили, що у музикантів, які почали займатися музикою до 7 років, мозолисте тіло на 10-15% товщі, ніж у людей, які не працювали музикою або почали нею займатися пізніше цього віку.

Музичні заняття і розвиток мозкових структур в онтогенезі

В роботі, присвяченій дослідженню впливу музичних занять на когнітивний розвиток і на функціонально-анатомічний розвиток головного мозку (Schlaug et al., 2006), діти виконували ряд психологічних тестів на виявлення розвитку вербальних і математичних здібностей, а також просторових уявлень. Для дослідження структурного і функціонального розвитку мозку використовувався метод фМРТ головного мозку. Було проведено порівняльне лонгитюдное дослідження двох груп дітей 5-7 років - готуються приступити до музичних занять і не збираються займатися музикою. Тести на когнітивний розвиток не виявили значущих відмінностей в цих групах. При функціональному дослідженні в обох групах при порівнянні ритмів і мелодій спостерігалася активація верхньої скроневої звивини білатерально, причому в правій півкулі верхня скронева звивина активувалася більше при порівнянні мелодій, а в лівому - при порівнянні ритмів. Через 14 місяців в когнітивному розвитку між групами не спостерігалося відмінностей по психологічних тестів. У той же час фМРТ-дослідження дітей, що займалися музикою, виявило зміни, що відбулися в функціональної активації мозку після року музичних занять: і в лівому і в правій півкулі активувалися слухові асоціативні зони в скроневій частці і тім`яно-скроневої області. У контрольній групі цих змін не спостерігалося. За допомогою тих же тестів були обстежені діти 9-12 років. У цій віковій групі також порівнювали музикантів (займаються музикою більше трьох років) і немузикантов. Діти, які грають на музичних інструментах, показали кращі результати практично за всіма тестами. Автори пояснюють цей ефект наступним чином: музика розвиває просторове мислення, тому що музична грамота пространственна- математичні здібності розвиваються, так як для розуміння записи ритму потрібні такі ж математичні навички, як для розуміння пропорції і дробі- лінгвістичні здібності, на думку авторів, можуть поліпшуватися , так як і музична і мовна діяльність вимагають здатності розділяти потік звуків на маленькі перцептивні одиниці. Діти, які займаються музикою більше трьох років, мали значно більший обсяг сірої речовини в сенсомоторної корі і потиличної долі білатерально (після року занять таких анатомічних змін не спостерігалося). Функціональний аналіз показав велику активацію верхньої скроневої звивини (особливо в правій півкулі), задній нижній і центральній лобових звивин в обох гемісфер (більше при порівнянні мелодій). У дорослих професійних музикантів спостерігалася активація тих же відділів, але більш виражена.

Аналіз наведених літературних даних дозволяє зробити наступні висновки.

1. Музична діяльність являє собою функціональну систему, що складається з безлічі ланок. У головному мозку людини є зони, що забезпечують переробку музичної інформації, причому кожна з них виконує свою специфічну задачу. Звуковисотний аналіз здійснюється за рахунок роботи верхньої скроневої звивини правої півкулі, за ритмічний аналіз відповідає верхня скронева звивина лівої півкулі, а функцію нижньої лобової звивини можна визначити як аналіз відносин музичних звуків у часовій послідовності. Таким чином, в головному мозку людини немає спеціалізованого «центру музики». У переробці музичної інформації беруть участь численні області, розосереджені по всьому мозку, в тому числі і ті, що зазвичай задіяні в інших формах пізнавальної діяльності. Розміри активних зон варіюються в залежності від індивідуального досвіду і музичної підготовки людини.

2. Існує спеціалізація півкуль в забезпеченні музичної діяльності. Права півкуля відповідає за мелодійні аспекти, аналіз висоти тонів, тривалість інтервалів, інтенсивність, тембр- ліве - за сприйняття ритму і «професійний» аналіз музики. При цьому цілісне враження від музики дає тільки інтеграція спеціалізованих когнітивних і емоційних процесів, що протікають в обох півкулях.

3. Музичні заняття стимулюють розвиток ряду структур мозку. При цьому поряд з розвитком зон мозку, що відповідають за аналіз музичної інформації, спостерігається розвиток і тих відділів, які у людей, які не займаються музикою, в діяльності по сприйняттю музичної інформації участі не приймають. Так, у музикантів краще розвинені премоторні відділи, мозолисте тіло, верхня скронева звивина, звивина Гешля, надкраевую звивина тім`яної частки.

4. В ході онтогенезу спостерігається збільшення кількості мозкових зон, включених в діяльність з обробки музичної інформації. При цьому є тенденція все більшого залучення структур лівої півкулі. Заняття на музичних інструментах стимулюють включення ряду мозкових зон в музичний аналіз (верхня скронева звивина, особливо в правій півкулі, задня нижня і центральна лобова звивина в обох гемісфер, тім`яно-скроневі відділи, мозолисте тіло).

5. Розвиток цих зон в ході музичних занять сприяє когнітивному розвитку дітей в таких сферах, як просторове мислення, лінгвістичні і математичні здібності. Явна вплив музичних занять на когнітивну сферу на даний момент констатується в окремих дослідженнях у віці 9 років.

Уточнення специфіки і періодизації впливу занять музикою на когнітивний розвиток дітей вимагає спеціального експериментального лонгитюдного дослідження. Тому вважаємо за доцільне провести більш тонкий аналіз розвитку когнітивної сфери у дітей 6-8 років, які займаються музикою, використовуючи методи нейропсихологічного обстеження. Можливо, діагностика, спрямована на аналіз функціонального стану того чи іншого чинника, що входить в функціональну систему музичної діяльності, а не окремої психічної функції в цілому, дозволить побачити більш детальні відмінності між музикантами і немузиканти.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!