Халвани применил метод трактографии, чтобы измерить объем (размер трубки) и плотность волокон («лапши») в трактах ДП обоих полушарий у немузыкантов, инструменталистов и вокалистов. У музыкантов тракт ДП оказался крупнее и плотнее, чем у остальных. Что интересно, в левом полушарии части ДП певцов были крупнее, чем у инструменталистов, но менее плотными, то есть волокна в ДП в тех местах, вероятно, больше перекрещивались или разветвлялись.
Чем объясняется это различие в левом и правом ДП у певцов? По одной теории, правый ДП больше участвует в распознавании отношений между звуками и тем, как мы их производим (с помощью кистей рук, стоп или голоса). А левый ДП сильнее реагирует на то, как мы издаем звуки с помощью голосового аппарата. Так что, возможно, левая сторона мозга больше сосредоточена на том, что нужно для произнесения речи, а правую больше интересуют звуки вообще.
В этом исследовании есть замечательный намек: связность мозга улучшается пением, а это всем доступно и инструмент не нужен. Конечно, теперь нужно исследовать, проявляется эффект связности у новичков, обучающихся музыке, или только у музыкантов с длительной подготовкой.
Движения
Если вы играете на музыкальном инструменте или поете, для оптимального исполнения приходится вырабатывать и оттачивать сложные навыки управления движениями. Лучшие профессиональные пианисты способны извлекать до 1800 нот в минуту, при этом регулируя мельчайшие изменения в громкости и давлении; это изумительное достижение для пальцев{133}. Наличие таких невероятных способностей не проходит бесследно для строения мозга.
У людей, выработавших улучшенные двигательные навыки, обычно есть измеримые различия в части мозга, представляющей тело и движения. Она расположена примерно между макушкой и стволом мозга, включает в себя соматосенсорную кору и двигательную кору, находящиеся рядом и тесно сотрудничающие.
Двигательная зона отвечает за планирование и совершение движений, а соматосенсорная реагирует на информацию об осязательных ощущениях, включая боль, а также на проприоцепцию – наше представление о расположении тела в пространстве.
В соматосенсорной и двигательной зонах отражена логическая, вытянутая карта тела: каждая часть тела представлена в разной степени, в зависимости от важности точного управления и регулярности использования. Визуальное воплощение карты выглядит странно: так называемый кортикальный гомункул; представьте человека с массивными кистями рук, стопами, губами и языком, но крошечными животом, спиной, ушами и шеей.
Кортикальный гомункул: наглядное отображение степени представительства различных участков тела в моторной и соматосенсорной коре мозга человека
Конечно, эта карта тела у всех отличается, мы по-разному используем свое тело; к тому же на протяжении жизни в карте происходят значительные изменения в ответ на инсульт или травму мозга или тела. Но, несмотря на это разнообразие, все равно заметны общие различия между картами тела у музыкантов и всех остальных.
У музыкантов-клавишников проявляется повышенная тактильная чувствительность кистей рук{134}; они также лучше выполняют задачи, требующие приобретения новых двигательных навыков, особенно если начали учиться музыке в детстве{135}. Этим качествам соответствуют отличия на мозговой карте их тела.
Относительное расположение представительства различных участков тела на протяжении моторной и соматосенсорной коры мозга
Кэтрин Эмантс и коллеги{136} с помощью МРТ измерили ту часть двигательной коры, где представлены кисти. В ее структуре у немузыкантов оказалось больше асимметрии: слева она заметнее. Такого соотношения стоило ожидать у праворуких, так как тело представлено в мозгу перевернутым: правая рука – с левой стороны мозга, и наоборот. А у клавишников структура была намного симметричнее, что отражает гораздо большее представительство обеих рук в мозгу. Это особенно относилось к людям, с детства начавшим заниматься музыкой.
В более свежих исследованиях также был обнаружен четко выраженный рисунок в виде греческой буквы омега (ω) на моторной коре музыкантов{137}. Поразительно, что аналогичные результаты выявили невооруженным глазом – настолько явными были различия.
Ученые также рассмотрели реакции в представленной карте тела. Кристо Пантев и его коллеги{138} изучили музыкантов-струнников, которые начали учиться музыке в раннем возрасте и до сих пор регулярно практиковались, и сравнили с группой контрольных участников, которые не играли ни на каком инструменте и не выполняли пальцами рук никакой другой ритмичной деятельности (например, печатания). Исследователи стимулировали большой палец и мизинец на обеих руках участников с помощью небольшого давления – безвредного и безболезненного. Затем измерили реакцию коры мозга в соматосенсорных зонах с помощью аппарата для магнитоэнцефалографии (МЭГ). Этот чувствительный прибор измеряет активность мозга, регистрируя вокруг головы магнитные поля, возникающие в ответ на электрические токи.
Пантев обнаружил, что реакции мозга были выше у музыкантов, чем у немузыкантов, но только для левой руки; это значит, что движения пальцев руки были больше представлены в мозгу музыкантов. Бо́льшая выраженность данных для левой руки, вероятно, определялась перевесом скрипачей среди участников исследования, а они левой рукой выполняют гораздо более точные и тонкие движения, чем правой (со смычком){139}.
Эти исследования свидетельствуют, что навыки тонкого двигательного контроля у музыкантов помогают им выполнять в лаборатории двигательные задачи, не связанные с музыкой; а обозначенная разница реакций мозга проявляется в строении и организации карты тела, что порой можно увидеть даже невооруженным глазом.
Навыки слушания
К взрослому возрасту становятся отчетливо видны анатомические и функциональные отличия мозга музыкантов, которые уже мастерски овладевают умением воспринимать небольшие изменения звука и реагировать на них, особенно на своем инструменте или голосом.
Было обнаружено, что уровень активации в первичной слуховой коре у профессиональных музыкантов в ответ на музыкальные звуки на 102 процента выше, чем у немузыкантов, причем всего через 30 миллисекунд после начала звучания. Более того, серого вещества в некоторых частях слуховой зоны оказалось на 130 процентов больше{140}. Музыканты также лучше воспринимают любые мелкие изменения, подобные музыке и речи{141}. Справедливо сказать, что мозг музыкантов велик, способен к быстродействию и имеет широкие возможности в отношении анализа звуков.
Важное свойство музыкального опыта в том, что он не обеспечивает просто «эффекта ручки громкости»{142} – усиления всех реакций. Реакции нервной системы на звуки сбалансированы так, чтобы оставалось больше ресурсов для обработки сложных аспектов звука, что лучше удается профессиональным музыкантам. И в этом смысле усовершенствование обработки звука у музыкантов – процесс оптимизации.
Одно из последствий этого процесса оптимизации – в том, что самые значительные улучшения происходят в обработке знакомых звуков – собственного инструмента или голоса музыканта – по сравнению с другими. Кристо Пантев и его команда продемонстрировали, что у музыкантов реакция мозга на 25 процентов сильнее в первые миллисекунды после восприятия музыкального тона{143}. Подобного повышения не происходило, когда музыканты слышали «чистые тоны» – звуки искусственной высоты, которые не может издать традиционный инструмент. (Эти тоны состоят из всех основных элементов звуковой волны – частоты, длины и амплитуды, так что мы слышим высоту, но без обертонов, возникающих в результате естественных колебаний воздуха, вызываемых струной фортепиано или тростью кларнета).
Во втором исследовании Пантев сравнил реакции мозга скрипачей и трубачей на звуки скрипки и трубы{144}. Исследователи обнаружили четкую закономерность: в обеих группах этот показатель был выше для лучше знакомого участникам инструмента.
А недавно Дана Стрейт и коллеги зафиксировали сходные результаты, изучая очень ранние реакции мозгового ствола{145}. При воздействии звука ствол мозга отвечает волной электрической активности; это называется слуховым вызванным потенциалом. Для наглядности представьте, что вы кричите в пещеру и слышите эхо вашего голоса. Реакцию ствола мозга можно измерить, чтобы определить степень его схожести с первоначальным звуком – подобно тому, как можно записать эхо и сравнить его с вашим криком.
