Мозговая магия: как наш мозг предсказывает музыку быстрее, чем мы слышим

Фото: Unsplash. Автор: Marius Masalar

Представьте себе: вы слушаете любимую песню и уже знаете, какая нота прозвучит следующей. Казалось бы, ничего особенного – просто память, верно? А вот и нет! Учёные из Института когнитивных наук и мозга имени Макса Планка раскрыли удивительные подробности того, как наш мозг играет в «музыкального предсказателя «. То, что они обнаружили, заставляет задуматься о невероятных возможностях нашего серого вещества! Оказывается, он – настоящий виртуоз по части предсказаний. И дело тут не только в том, что мы можем угадать следующую ноту в мелодии. Всё гораздо сложнее и интереснее! Наш мозг работает как суперкомпьютер, постоянно анализируя паттерны и создавая прогнозы. Только вместо процессора и жёстких дисков у него – миллиарды нейронов, танцующих в ритме электрических импульсов.

В исследовании приняли участие 20 человек: 10 профессиональных пианистов (тех, кто может сыграть «К Элизе » даже спросонья) и 10 обычных людей, чья музыкальная карьера ограничилась игрой на нервах соседей. Всем участникам предложили послушать произведения Баха, пока их мозг изучали с помощью ЭЭГ – прибора, который записывает его электрическую активность. И тут начинается самое интересное! Учёные обнаружили, что он работает у обоих групп по-разному при прослушивании музыки. У пианистов активность проявлялась в бета-диапазоне частот, а у обычных слушателей – в альфа. Проще говоря, первые «предсказывают » её совсем иначе, чем любители. Как говорится, скажи мне, какие у тебя мозговые волны, и я скажу, сколько часов ты провёл за фортепиано!

Исследователи использовали сложные математические модели для анализа того, как мозг обрабатывает музыкальную информацию. Они измеряли так называемый «фактор неожиданности » – то, насколько сильно каждая следующая нота удивляет его. Представьте, что вы едите шоколадное мороженое, а оно вдруг оказывается со вкусом васаби – вот это и есть музыкальный «фактор неожиданности » для вашего мозга!

Но самым удивительным открытием стало то, что мозг способен предугадывать появление следующей ноты ещё до того, как она прозвучит. Это как если бы вы знали, что сейчас чихнёте, за секунду до самого момента. Такая способность работает на частотах от 1 до 4 Герц и от 12 до 30. Учёные называют это «предиктивным кодированием «, а мы назовём это просто – мозговой магией! Исследователи также выяснили, что главную роль в предсказании мелодии играет «энтропия » – научный термин для обозначения неопределённости. Чем больше она в музыке, тем активнее работает наш мозг, пытаясь угадать, что будет дальше.

Что ещё интересно? Оказывается, наш мозг не просто пассивно слушает музыку – он активно участвует в создании музыкального опыта. Это похоже на то, как если бы вы не просто смотрели фильм, а были его сорежиссёром, постоянно предугадывая и достраивая сюжет. И чем больше вы знакомы с музыкальными структурами (как профессиональные музыканты), тем точнее ваши предсказания.

Эти открытия могут стать настоящим прорывом в понимании работы мозга. Учёные уже говорят о потенциальном применении этих знаний в медицине. Например, понимание того, как он прогнозирует и обрабатывает информацию, может помочь в разработке новых методов лечения неврологических заболеваний. Возможно, в будущем врачи будут «настраивать » работу мозга пациентов так же точно, как настраивают музыкальные инструменты! Может быть, эти исследования приведут к созданию новых методов обучения музыке или даже помогут разработать более эффективные способы реабилитации после инсульта.