Человеческая способность двигаться в такт музыке от притоптывания ногой до кивков головой давно интересовала ученых. Это явление, известное как слухо-моторная синхронизация, демонстрирует, как мозг координирует обработку звука с двигательными командами. Однако новое исследование, проведенное командой китайских нейробиологов, показало, что эта связь распространяется гораздо дальше сознательных движений. Оказывается, даже такие полуавтоматические процессы, как моргание, подчиняются музыкальному ритму, раскрывая ранее неизвестный уровень интеграции между слуховой и двигательной системами. Это открытие не только меняет представление о восприятии музыки, но и предлагает новые пути для понимания неврологических расстройств, таких как болезнь Паркинсона и дислексия, часто связанных с нарушениями ритмической обработки.
Исследовательская группа под руководством Иян Ву, Сянбинь Тенга и Йи Ду из Китайской академии наук выбрала моргание как идеальный объект для изучения. С одной стороны, это частое и в значительной степени автоматизированное действие, с другой — оно связано с выработкой дофамина, нейромедиатора, играющего ключевую роль в системе вознаграждения и временном восприятии. В первом эксперименте тридцать молодых участников, не являющихся профессиональными музыкантами, слушали хоралы Иоганна Себастьяна Баха в устойчивом темпе около 85 ударов в минуту. Им не давали никаких инструкций относительно моргания — они просто слушали музыку, глядя на пустой экран. Тем временем высокоточные камеры фиксировали движения их глаз, а электроэнцефалограф (ЭЭГ) регистрировал активность мозга.
Анализ данных показал, что моргания участников не были случайными, а значимо синхронизировались с музыкальными ритмами. Эта синхронизация происходила независимо от того, нравилась ли им конкретная композиция. Когда исследователи изучили физическую структуру мозга участников с помощью МРТ, они обнаружили анатомическую основу этого феномена — особый нервный путь под названием верхний продольный пучок, соединяющий слуховую кору с областями моторного планирования.
Во втором эксперименте ученые убрали мелодическую составляющую, оставив только простые последовательности звуков, сохранявшие тот же ритм, и варьировали темп воспроизведения. Синхронизация моргания сохранялась даже без мелодических сигналов, что указывало на ритм как основную движущую силу. Однако у этого явления обнаружился физиологический предел: когда темп превышал 120 ударов в минуту, синхронизация исчезала.
Респондентом в третьем эксперименте предложили определить едва заметное изменение высоты тона в музыкальной фразе. Это подтвердило гипотезу о том, что синхронизация движения со звуком помогает мозгу воспринимать слуховую информацию в оптимальные моменты времени, выступая частью механизма активного восприятия. Однако, когда участники выполняли визуальное задание (искали красный круг на экране) при фоновом звучании музыки, синхронизация морганий полностью исчезала. По мнению исследователей, мозг использует моргание для своеобразной «перезагрузки» сенсорного восприятия, согласуя его с ритмической структурой окружающей среды.
Как отмечает автор Йи Ду, поскольку моргание легко измерить, его синхронизация с ритмом может служить простым и неинвазивным маркером функционирования нервной системы, потенциально полезным для клинического скрининга расстройств, связанных с обработкой ритма.
Обсудить