Вчені знайшли нейрони, які передбачають музику

Коли ми слухаємо улюблену пісню, наш мозок вивільняє дофамін, незалежно від того, чи це Бах, чи сучасна поп-музика. Найпотужніший викид цієї речовини відбувається, коли композиція досягає емоційного піку і слухач відчуває мурашки по шкірі. Але що саме відбувається в мозку під час таких моментів музичної насолоди?

Науковці з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско виявили три унікальні групи нейронів у слуховій корі, які активуються під час прослуховування музики. Дві групи нейронів кодують абсолютну висоту звуку та зміни висоти між нотами. Ці нейронні мережі також працюють під час обробки мовлення.

Найцікавішою виявилася третя група нейронів. Вони активуються виключно під час прослуховування музики і намагаються передбачити, які ноти прозвучать далі, базуючись на попередніх звуках.

«Ми виявили акустичну інформацію, як-от висоту звуку або зміни між висотами в мелодії. Але ми також знайшли інформацію, яка відображає попередній досвід слухача з музикою. Це вивчена інформація. Вона потребує певної внутрішньої моделі. Зокрема, ми виявили, що слухачі могли передбачити наступну ноту на основі попередніх нот у мелодії, і ця інформація була закодована в популяції нейронів у цій слуховій ділянці», — розповів Нараян Санкаран, провідний автор дослідження.

Він також додав, що ці нейрони реагували виключно на музику і не відповідали на інші звуки, як-от мовлення, шум, вітер чи мяукання кота.

Для дослідження вчені працювали з пацієнтами з епілепсією, яким під час нейрохірургічної операції імплантували електродні матриці на поверхню слухової кори. Пацієнти слухали різні мелодійні фрази із західної музики, а також речення англійською мовою. Загалом було використано 208 музичних фраз, які систематично відрізнялися за висотою звуку, зміною висоти та очікуванням.

Санкаран пояснив, що чим більш непередбачуваною або несподіваною була нота, тим сильнішою була нейронна реакція в цій музично-специфічній популяції нейронів. Якщо людина чує просту гаму, де все передбачувано, ці нейрони майже не активуються. Натомість музично-специфічні шляхи справді задіюються, коли музика стає цікавою і трохи несподіваною.

Дослідники припускають, що музика і мовлення мають спільні еволюційні корені. Деякі вчені вважають, що музика і мова почалися як одне ціле у вигляді протомови. Санкаран особисто вважає, що музика надавала еволюційні переваги, адже здатність виявляти тонкі закономірності в навколишньому середовищі була необхідна для виживання. Музика просто додала елемент задоволення до цього процесу.

Результати дослідження опубліковані в журналі Science Advances. У майбутньому вчені планують вивчити, як мозок обробляє тембр — якість звуку, що дозволяє відрізнити трубу від скрипки.