Почему нам нравятся песни и как мозг угадывает мелодии⁠⁠1

Вспомните свой самый любимый трек, от которого по спине бегут мурашки, а внутри все переворачивается от радости или легкой светлой грусти. Давно известно, что в такие моменты, особенно на эмоциональных пиках песни, наш мозг щедро окатывает нас дофамином, и совершенно неважно, что именно звучит в наушниках: жесткий металл, танцевальная поп-музыка или симфонии Баха. Но что конкретно в эту секунду происходит в нашей голове на уровне клеток и почему набор звуков имеет над нами такую власть?

Команда исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Франциско решила разобраться в этом вопросе и наткнулась на удивительный механизм. Оказывается, за нашу реакцию на мелодии отвечает отдельная, узкоспециализированная группа клеток.

Изучать работающий человеческий мозг напрямую, задача крайне сложная. Ученым представилась редкая возможность: они проводили тесты с пациентами с тяжелой формой эпилепсии, которым перед нейрохирургической операцией временно вживили электроды прямо в слуховую кору. Пока люди находились в палатах, им давали слушать пару сотен различных отрывков из западной музыки, а также обычную разговорную английскую речь. В это время исследователи внимательно следили, какие именно участки мозга активируются.

Выяснилось, что за восприятие мелодий отвечают три разные группы нейронов. Первые две работают как опытные настройщики: одна группа считывает высоту конкретных нот, а вторая улавливает интервалы между ними. Ничего экстраординарного в этом нет, так как эти же самые клетки трудятся и тогда, когда мы просто слушаем чью-то речь. Вся магия крылась в третьей группе.

В нашем мозге обнаружились клетки, которые реагируют исключительно на музыку. Они полностью игнорируют человеческие разговоры, шум машин за окном, лай собак или завывание ветра. Их главная и единственная задача — постоянно анализировать то, что вы уже услышали в песне, и пытаться угадать, какая нота прозвучит следующей.

Ведущий автор исследования Нараян Санкаран, который в прошлом сам занимался музыкой, объясняет привлекательность классных треков именно работой этих «клеток-предсказателей». Фокус в том, что отдельные звуки сами по себе не вызывают у нас бури эмоций, так как мозг воспринимает общий контекст. Когда мелодия слишком простая и предсказуемая, вроде монотонной гаммы, этим нейронам становится откровенно скучно, и они почти не подают сигналов. Но как только композитор вплетает в гармонию неожиданный аккорд или делает нестандартный переход, ломая шаблон, музыкальные нейроны начинают буквально искрить от активности. Выходит, что талантливые музыканты это неосознанные нейрохакеры, которые умело играют с нашими ожиданиями, создавая идеальный баланс напряжения и расслабления.

Тут возникает логичный вопрос о том, зачем эволюции вообще понадобилось создавать отдельный музыкальный сопроцессор в нашей голове. Точного и стопроцентного ответа наука пока не дает, но популярна версия, что язык и музыка когда-то развивались из одного протоязыка. Санкаран предполагает, что нашим предкам для выживания было критически важно уметь находить мельчайшие закономерности в окружающем хаосе звуков. А музыка просто стала эдаким приятным бонусом, способом получать огромное удовольствие от процесса тренировки мозга на поиск этих самых закономерностей.

Правда, исследователи делают одну очень важную оговорку. Поскольку в эксперименте использовалась только традиционная западная музыка, мы пока не знаем, как поведут себя эти нейроны у людей, выросших в совершенно другой музыкальной культуре. Наша внутренняя нейросеть обучается предсказывать звуки на основе того опыта, который мы впитываем с самого детства, поэтому у жителей разных уголков планеты этот механизм может работать со своими нюансами.

В будущем эти открытия хотят пустить в сугубо практическое русло. Если ученые до конца поймут, как мелодии дергают за ниточки системы поощрения в мозге, музыку можно будет использовать как полноценный медицинский инструмент: например, для снятия сильной тревожности, терапии посттравматического синдрома или улучшения работы мозга.