Як мозок розрізняє музику та слова - science et Avenir
Опубліковано 28.02.20 о 20:00
Десятиліттями відомо, що дві півкулі по-різному реагують на мову та мелодію. Явище, фізіологічна основа якого вже не є загадкою.
Звук доходить до нашого внутрішнього вуха як сукупність хвиль, які коливають повітря, коли вони проходять.
Раптом музика виникає в нашій свідомості, потім вона звучить знову і знову. Елементами, які дозволяють нам розпізнати цей твір, не вдаючись іноді згадати його назву, є його мелодія та тексти, які супроводжують його. Різниця між мовою та мелодією, яка досягає нас у вигляді єдиної безперервної звукової хвилі, специфічної для кожного твору, представляє пізнавальний виклик, який можуть подолати лише люди. Ця здатність заінтригувала групу дослідників з Університету Лаваля, Університету Макгілла в Монреалі та Університету Екс-Марселя, які взяли курс на вивчення цього мозкового розподілу завдань на фізіологічному та нейрональному рівнях. Публікація, опублікована в журналі Science, базується на попередніх дослідженнях, результати яких уже припускали різну спеціалізацію слухових кірок кожної півкулі головного мозку.
Музика багатовимірна за своєю суттю
Звук доходить до нашого внутрішнього вуха як сукупність хвиль, які коливають повітря, коли вони проходять. Ці вібрації спотворюють середовище, в якому вони поширюються з різною швидкістю, звані частотами, які відрізняють звукові хвилі одна від одної. Високочастотні хвилі перетворюються на звуки з високим тоном, тоді як низькочастотні хвилі видають звуки з низьким тоном. На додаток до вібрацій, які вони виробляють в равлиці, що дає їм так званий "спектральний" розмір, такі сигнали визначаються тривалістю, а отже, і другою, тимчасовою. Всі звуки нарешті мають амплітуду, яку ми звикли називати «гучністю» музики, що є їхнім третім виміром. Поєднання цих вимірів стимулює слухові кори, які мають здатність розрізняти звуки, які ми чуємо, на основі їх відповідності. Останнє дозволяє людям зрозуміти одне одного, обмінюючись головним чином двома типами звуків, наділених змістом: словами та мелодіями, яким, здається, лише люди зуміли приписати когнітивні цінності.
Для того, щоб вивчити мозковий механізм, який бере участь у розшифровці цих складних когнітивних стимулів, канадські та французькі вчені подали 49 учасників, 27 носіїв французької мови та 22 носіїв англійської мови, щоб прослухати 100 записів, з яких вони повинні були відокремити мелодію та тексти пісень.
Раптом у нашій свідомості виникає музика, потім вона звучить знову і знову. Елементами, що дозволяють нам розпізнати цей твір, не вдаючись іноді згадати його назву, є його мелодія та тексти, які супроводжують його. Різниця між мовою та мелодією, яка досягає нас у вигляді єдиної безперервної звукової хвилі, специфічної для кожного твору, представляє пізнавальний виклик, який можуть подолати лише люди. Ця здатність заінтригувала групу дослідників з Університету Лаваля, Університету Макгілла в Монреалі та Університету Екс-Марселя, які взяли курс на вивчення цього мозкового розподілу завдань на фізіологічному та нейрональному рівнях. Публікація, опублікована в журналі Science, базується на попередніх дослідженнях, результати яких уже припускали різну спеціалізацію слухових кірок кожної півкулі головного мозку.
Музика багатовимірна за своєю суттю
Звук доходить до нашого внутрішнього вуха як сукупність хвиль, які коливають повітря, коли вони проходять. Ці вібрації утворюють середовище, в якому вони поширюються з різною швидкістю, які називаються частотами і які відрізняють звукові хвилі одна від одної. Високочастотні хвилі перетворюються на звуки з високим тоном, тоді як низькочастотні хвилі видають звуки з низьким тоном. На додаток до вібрацій, які вони виробляють в равлиці, що дає їм так званий "спектральний" вимір, такі сигнали визначаються своєю тривалістю, а отже, і другим виміром, цим "тимчасовим". Всі звуки нарешті мають амплітуду, яку ми звикли називати «гучністю» музики, що є їхнім третім виміром. Поєднання цих вимірів стимулює слухові кори, які мають здатність розрізняти звуки, які ми чуємо, на основі їх відповідності. Останнє дозволяє людям зрозуміти одне одного, змінюючи в основному два типи звуків, наділених змістом: слова та мелодії, яким, здається, лише люди зуміли приписати когнітивні цінності.
Для того, щоб вивчити мозковий механізм, який бере участь у розшифровці цих складних когнітивних стимулів, канадські та французькі вчені подали 49 учасників, 27 франкофонів та 22 англофони, прослухати 100 записів, з яких вони повинні були відокремити мелодію та тексти пісень. Точніше, вправа полягала в тому, щоб сказати, чи є пара записів однаковою на рівні мелодії чи на рівні тексту. Всі 100 пісень були оригінальними, перетинаючи 10 мелодій з 10 різними фразами, всі співаються одним і тим же сопрано. Вчені поступово деформували кожну пару записів відповідно до їх спектрального чи часового виміру, видаляючи спектральну (гармоніку) або часову (ритми) модуляції. "Щоб погіршити записи спектрально, ми спочатку видалили найтонші гармоніки, а потім і більш грубі, пояснює Science et Avenir Бенджамін Морійон, який брав участь у проекті. Ми також видалили градуйовані записи з часом, видаливши ритмічні закономірності, з найшвидший до найповільніший ".
Кожна півкуля спеціалізується на інтерпретації одного з цих вимірів
Коли інформація про час була спотворена, учасники не могли розрізнити текст, але не мали проблем з розпізнаванням мелодії, пов’язаної з ними. І навпаки, коли спотворювалась спектральна інформація, вони не могли розпізнати мелодію, але змогли ідентифікувати зміст тексту. Ідіоматична різноманітність добровольців допомогла узагальнити результати, оскільки домінуюча мова учасників не впливала на їх результати. "Тому часові закономірності важливіші за спектральні закономірності для мови, тоді як для мелодії це навпаки", - коментує Бенджамін Морійон, який класифікує важливість двох вимірів. "Якщо тимчасова інформація є другорядною для розпізнавання мелодії, вона навпаки необхідна для хорошого розпізнавання мови. І навпаки, якщо спектральна інформація є вторинною для розпізнавання мови, вона є важливою для розпізнавання мови. Будьте мелодією ".
Два засоби слухового спілкування, розроблені людиною, таким чином використовують дві крайності спектрально-часового континууму, кожен переважно стимулюючи спеціалізовану область кожної півкулі. "Наша модель є цілком повною, оскільки вона тісно співвідносить два виміри звуку, часовий і спектральний, два засоби спілкування людини, мовлення і музику та дві півкулі мозку", - робить висновок Бенджамін Морійон.