Разгоняем мозг с ориентацией на искусство

Начнем с шизофрении. Поскольку мир с лихвой одаривает нас самыми разными звуками, мозг должен адаптироваться и применять механизмы фильтрации. Это жизненно необходимо, чтобы сосредоточиться на деле и экономить энергию. Когда два идентичных звука следуют с минимальным временным интервалом, включается один из фильтров. Это слуховой сенсорный гейт. Он резко снижает внимание, которое мозг направляет на анализ второго звука. Особенность этого фильтра в том, что он начисто отсутствует у людей с шизофренией. Их мозг постоянно подвергается буквально бомбардировке слуховых раздражителей, которые нарушают его способность к концентрации внимания. Возникает логичный вопрос: почему?

Нейробиологи из университета Женевы (UNIGE), Швейцария, изучили механизм, лежащий в основе этого слухового фильтра. Результаты показывают, что фильтрация начинается у истоков обработки слуховых раздражителей, в стволе мозга. Это открытие противоречит традиционным гипотезам, которые искали дисфункцию в лобных долях коры головного мозга, состояние которой кардинально отличается у людей с шизофренией.

Один из основных симптомов шизофрении, которой страдает примерно 35 миллионов человек, это сложность расстановки приоритетов и ранжирование окружающих звуков. Это позволяет достаточно просто диагностировать расстройство. С помощью теста P50.

Пациент поддается воздействию одинаковых звуков с интервалом в 500 миллисекунд. А мы измеряем активность мозга в ответ на эти два раздражителя, используя внешнюю энцефалограмму. Если при прослушивании второго звука активность мозга резко падает, все в порядке. Но если реакции мозга почти идентичны, то это один из самых известных симптомов шизофрении.

Чарльз Куайро, исследователь в отделе базовых нейронаук медицинского факультета UNIGE.

Этот метод фильтрации широко используется для диагностики, но почему он работает именно так – остается загадкой. Большинство гипотез объясняли это дисфункцией лобной коры головного мозга.

Эта область сильно поражена у людей, страдающих шизофренией. Она же – конечная станция обработки звука в мозге.

Чтобы проверить эту гипотезу, нейробиологи из Женевы установили внешние электроэнцефалографические электроды на мышах, которых затем подвергли тесту Р50. Интервал между звуками варьировался от 125 миллисекунд до 2 секунд. Результаты оказались точно такими же, как и у людей: при прослушивании второго звука активность мозга была отчетливо снижена.

Затем ученые имплантировали электроды в корковые и подкорковые слуховые области мозга, от ствола до лобной коры, вдоль пути обработки звуков. Мыши прошли тест P50 во второй раз, и, вопреки первоначальной гипотезе, сформулированной учеными, падение внимания инициировалось в стволе мозга, а не в лобных долях. За активностью в стволе следовал спад в 60% и снижение активности мозга.

Это открытие означает, что придется пересмотреть понимание механизма фильтрации. У нас есть доказательство, что фильтрация активируется в момент, когда мозг воспринимает звук. И это можно использовать для понимания шизофрении.В настоящее время мы проводим такое же исследование на мышах с синдромом делеции хромосомы 22q11, мутацией, которая часто приводит к шизофрении у людей. Так мы более тонко проследили биологическую причину такой реакции на тест. Первые тесты на «шизофренических» мышах выявили полное отсутствие фильтра для второго звука в стволе мозга. Источник одного из наиболее распространенных симптомов шизофрении вот-вот будет доказан.

Чарльз Куайро, исследователь в отделе базовых нейронаук медицинского факультета UNIGE.

Вдвойне интересно наблюдать за тем, как работает мозг при непосредственном потреблении и воспроизведении музыки. Это открывает ряд отдельных нюансов. Рассмотрим и их тоже.

Ученые наблюдали, как человеческий мозг обрабатывает знакомое музыкальное произведение. Результаты показали, что прослушивание и воспроизведение музыки вовлекает разный набор познавательных процессов.

Исследование выявило области мозга – в основном в правом полушарии – которые активируются при прослушивании музыки. Но не совсем понятно то, как именно активизируются эти участки. В какой последовательности.

В исследовании была задействована группа пациентов с эпилепсией, состоящая из мужчин и женщин. Ученые записали электрическую активность нинвазивно, с помощью ЭЭГ, когда участники слушали известные музыкальные произведения, в том числе «F?r Elise» Бетховена и «Свадебный марш» Рихарда Вагнера. Сеть одновременно задействованных областей мозга была связана с актом прослушивания музыки и воспроизведении мелодии в голове. На фото показано, как музыка буквально течет по мозгу

Исследователи обнаружили, что активность мозга перераспределялась в противоположных направлениях, из сенсорных во фронтальные области во время прослушивания музыки и из фронтальных в сенсорные области во время воспроизведения.

Слушать музыку, приятно. А как на счет того, чтобы стать профессионалом? Конечно, потребуются десятки часов на тренировки, практику и ошибки. Но что, если технологии позволят больше не ошибаться? Вы сможете бесподобно играть, ведь ваш учитель будет до мельчайших деталей знать, как работает ваша мелкая моторика. И позволит точно её контролировать.

В Японских научно-технических программах по стратегическим базовым исследованиям доктор Масато Хирано из Sony Computer Science Laboratories и его коллеги открыли сенсомоторный механизм интеграции функций. Это та самая особенная черта пианистов.

Тактильные ощущения, передаваемые кожей и проприоцептивные ощущения – чувства мышц и суставов, в совокупности называются соматосенсорными ощущениями. Именно соматосенсорная информация играет важную роль в игре на инструменте. Однако, как именно соматические ощущения обуславливают движения пианистов, было неизвестно.

Исследовательская группа разработала систему для получения тактильных и проприоцептивных ощущений в пальцах с помощью стимулятора электрического тока и экзоскелета. Также ученые разработали систему оценки, которая обрабатывала нервную информацию в коре головного мозга с использованием измерений электроэнцефалограммы и транскраниальной магнитной стимуляции. Используя эту систему, было установлено, что опытные пианисты изменяли механизмы передачи сигналов в мозге и чувств тела. С их помощью тактильные и проприоцептивные ощущения подавляют активность первичной моторной коры специализированным способом (соматосенсорно-моторная интеграция). Эта нейропластическая адаптация была связана с повышением скорости и точности движений пальцев у пианистов.

Другими словами, мозг пианистов искусственно тормозит «лишнюю активность» в головном мозге.

На оценке этого принципа теперь будут строится тесты, определяющие есть ли у человека склонность к игре на фортепиано. Также эта методика добавить продуктивности в индивидуальных методах обучения, учитывающие индивидуальные различия. Ученые планируют адаптировать метод для раннего выявления неврологических расстройств, при которых мелкая моторика ухудшается из-за гибели нейронов и разрушения связей. Также метод можно использовать при разработке методов реабилитации.

Вместо вывода: наш мозг гибкий, многогранный и сложный. Эти исследования в очередной раз доказывают, что мы используем его потенциал на 80-90%. Но и 100% не будет пределом. Человечество неуклонно развивается, эволюционирует. А с ним развивается и эволюционирует наш основной инструмент.

На этой странице вы найдете больше информации по работе мозга. Если хотите мыслить трезво и критично, освободиться от зависимости стереотипов и шаблонов – записывайтесь на консультацию.

Автор: Филипп Дончев

Ссылки:

1. https://neurosciencenews.com/sound-filter-14882/

2. https://neurosciencenews.com/listening-remembering-music-14895/

3. https://neurosciencenews.com/pianist-finger-movements-14893/

Источник: m.vk.com

Комментарии: