Выделять речь из моря звуков помогает хитроумный нейронный механизм

Белый шум

Человеческое ухо содержит почти 30 тысяч чувствительных клеток, что позволяет ему различать более 3,5 тысячи звуковых волн высокой и низкой частоты. А вот свой собственный голос, отраженный от черепной коробки, мы слышим с такими искажениями, что реальное его звучание (например, записанное на диктофон) может шокировать. Как слуховая кора мозга выбраковывает звуки, правда ли, что в тишине мы слышим хуже, и что такое «цветной» слух?

pixabay.com

В тишине и в обиде

Сильный шум не только раздражает нервную систему, но и способен стать причиной серьезных проблем со здоровьем. Если вы работаете на таком производстве, это может привести к ослаблению слуха, проблемам с давлением и даже повышению уровня холестерина в крови. Однако полная тишина не менее вредна — современного человека, который уже привык жить в окружении самых разнообразных звуков, она пугает как нечто выбивающееся из привычной схемы. На это, конечно, можно возразить, поскольку ничего напоминающего панические атаки от отсутствия бытового шума мы вроде бы не испытываем. Но мозг чувствует себя некомфортно — такая ситуация его напрягает и настораживает, как охотника в лесу, который внезапно перестает слышать пение птиц.

Есть такое понятие «белый шум», по научному определению — стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Проще говоря, это однообразные фоновые звуки, такие как шум водопада, автострады и так далее. Так вот, наш мозг, а точнее слуховая кора, устроен таким образом, что именно при белом шуме мы лучше всего концентрируемся и различаем звуки, близкие по частоте. Например, очень четко выделяем человеческую речь. В тишине же мы не так внимательны и можем чего-то не расслышать. Парадоксально, но, как утверждают авторы статьи в научном журнале Cell Reports, это факт. Вспомните: разговаривая с собеседником, например, на улице, мы понимаем друг друга, хотя слова часто тонут в окружающем шуме. Причина в том, что мозг помогает слуху, дополняя и достраивая речь до осмысленных фраз и предложений. Для этого он использует имеющиеся у него в «активном словаре» аналоги. На принятие решения (например, подобрать, что более уместно в конкретном контексте разговора — слово «порода» или, допустим, «погода») уходят десятые доли секунды. За этот процесс отвечает верхняя височная извилина.

Специалисты также исследовали влияние различных видов бытовых шумов на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, психоэмоциональный фон человека и его работоспособность. Эксперимент проводился на 100 добровольцах в возрасте от 11 до 40 лет. При опросе практически все утверждали, что больше всего на улице их раздражает шум городского автотранспорта, а в домашней обстановке — детский крик, громкие голоса соседей, лай собак и громкий звук аудиоаппаратуры. В этом, прямо скажем, ничего удивительного нет. Но вот оценка работоспособности этих же людей на фоне различных видов шумов и при полной тишине дала несколько неожиданные результаты. Работоспособность оценивали с помощью коэффициента, характеризующего общий объем проделанной работы за фиксированное время с учетом качества выполнения и наличия грубых ошибок. Так вот, хуже всего тесты выполнялись как раз в тишине.

Зато принимать пищу, наоборот, лучше в спокойной обстановке, утверждают исследователи Корнельского университета. Например, на шумной дискотеке вкусовые рецепторы почему-то хуже работают, и еда кажется практически безвкусной. Как пишут авторы исследования в Journal of Experimental Psychology, с точки зрения физиологии, это может объясняться тем, что ответвления лицевого нерва (идущие от вкусовых рецепторов) проходят через ухо. И сигналы от барабанной перепонки каким-то образом искажают вкусовые ощущения. Не зря есть такая шутка: «Если хочешь быть здоров — ешь один и в темноте!»

В ТЕМУ

Речевой анализатор находится в верхней височной извилине, а вот, к примеру, музыку мы воспринимаем совершенно другим «местом». Однако для того чтобы это понять, ученым пришлось весьма серьезно поработать. Несколько лет назад нейробиологи из Массачусетского университета задумались над странным фактом: почему мелодичные звуки люди обычно воспринимают совсем не так, как речь или звук шагов? Даже на переполненном шумном вокзале мы легко выделяем чистую музыку или песню, как бы далеко ни находился их источник. Означает ли это, что за восприятие таких вещей отвечает какой-то особо чувствительный отдел? Ряд исследований показал, что такой участок действительно есть.

Для эксперимента выбрали 10 человек со среднестатистическими показателями слуха, в данном случае это были непрофессиональные музыканты, которым в течение определенного отрезка времени давали слушать различные, не связанные какой-то тематикой звуки — от собачьего лая и человеческой речи до птичьих трелей и произведений Моцарта. При этом мозг испытуемых сканировали в магнитно-резонансном томографе. Для расшифровки данных использовался самый современный усовершенствованный метод обработки, что позволило различить в слуховой коре сравнительно небольшие (в десятки тысяч штук) группы нейронов. На самом деле это уникально, поскольку предел функциональной «видимости» МРТ — сотни тысяч или миллионы нейронов (более мелкие группы на мониторе просто сливаются). Так вот, нашли шесть групп клеток, для которых была характерна звуковая специализация — то есть они реагировали на что-то конкретное. Четыре группы отслеживали общие акустические параметры, одна проявляла активность на речь, а вот последний из нейронных островков оказался очень даже чувствительным именно к звукам музыки. В дальнейшем исследователи хотят узнать, есть ли в найденной группе клеток еще более мелкие специализации. Например, существуют ли особые нейроны мелодии, ритма и так далее. Но пока все упирается в разрешающую способность приборов — на таком микроуровне нейробиологические методы пока не работают.
PIXABAY.COM

ЛЮБОПЫТНО

Некоторые художники утверждают, что слышат, как звучат краски. Этот научный феномен называется синестезия (конкретная способность видеть звуки в цветах — хроместезия) и очень редко встречается. В конце XIX — начале XX века его, было, взялись изучать, но на данный момент практически забросили. Ведь очень сложно найти реальный объект для исследований, поскольку чудаков хватает, а гении — «товар штучный». Например, известный французский поэт Артюр Рембо считал, что гласные звуки имеют определенный цвет, но проверить параметры его мозга, само собой, сейчас невозможно. Один из самых известных в истории реальных примеров людей с музыкально-цветовой синестезией — композитор Александр Скрябин, которого еще называют отцом цветомузыки. Он создал систему цветотональности, в которой обозначил до-мажор красным цветом, ре-мажор — желтым, соль-мажор — оранжево-розовым, а ля-мажор — зеленым. В специальной таблице первые тональности полностью повторяли цветовую гамму радуги, остальные обозначались производными цветами. Считается, что «цветным» слухом обладали русский композитор и дирижер Николай Римский-Корсаков, литовский художник и композитор Микалоюс Чюрленис.

bebenina@sb.by
Полная перепечатка текста и фотографий запрещена. Частичное цитирование разрешено при наличии гиперссылки.
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter