Ученые наконец-то добрались до мозговых цепей, которые разгадывают музыкальные загадки, и это далеко не банальная история про «правое» и «левое» полушарие. Свежая публикация в Advanced Science, где заправляют Леонардо Бонетти и Маттиа Россо, доказывает: мозг не жмется и выдает свою магию двумя гигантскими сетями сразу. Одна занята скучным ремеслом – просто абы как делает звук звуком, а вторая, более интеллектуальная, сверяет услышанное с памятью и тут же кричит, если что-то пошло «не по плану». Вуаля, вот тебе и обработка Баха на нейро-уровне!
Если раньше изучали клочки мозга и отдельные шуршащие в ритме до-мажора нейроны, то теперь добрались до системного разбора. Моднявая теория предиктивного кодирования гласит: мозг постоянно гадает, что же сейчас ещё ворвётся в твою акустику. Если угадает — радуется. Промахнется — корректирует прогноз и нудит себе: «В следующий раз внимательнее!»
Бонетти с друзьями придумали для этого новый супер-инструмент — BROAD-NESS. Если совсем по-русски: система отслеживает, как разные части мозга объединяются в огромные ансамбли и как совместными «усилиями» узнают, что за нотка прилетела. Никаких танцев с бубном и «предположим, что это так». Только холодные данные и откровенная статистика.
В честь великого Йоганна Себастьяна Баха 83 добровольца из лаборатории от малого (19 лет) до большого (63 года) вызубрили его мелодию, легли под аппараты магнитоэнцефалографии — да, это тот самый МЭГ, который ловит магнитное эхо мозга не хуже самой продвинутой металлодетекторной шашки.
Им подсовывали 135 коротких музыкальных фрагментов: часть — прямо из выученного, часть — свежеиспечённые вариации. Спрашивали: «Было такое в Бахе или это очередная самодеятельность?»
Вот тут и всплыл BROAD-NESS во всей красе. Куда ни ткни, везде мозг пляшет по двум фронтам: 72% нейроэнергии уходит на первичную аудиоработу (центрируется на слуховых корковых областях и медиальной поясной извилине), а 16% — на анализ и сопоставление с памятью. Вторую сеть быстро вычислили по активации гиппокампа, передней поясной, островка и прочих «гуру памяти».
Главное открытие — мозг не просто реагирует на звуки, а держит постоянный диалог между аналитиками и хранителями архива: если услышал знакомое — всё чинно-благородно; если подложили фальшивку — включается аварийный поиск несостыковок.
Желаешь выдающихся результатов в определении музыкальной истины? Проверь, насколько твой мозг стабилен и упорядочен: чем устойчивее работают эти сети, тем точнее и быстрее ты отличишь Баха от самодеятельности. Такой интересный вывод подарило дополнительное исследование временных закономерностей.
Более того, некоторые участки, например куски слуховой коры, служат нейронными «швейцарскими ножами»: и туда, и сюда суют свои аксоны, а другие — строго по профилю. Медиальная поясная извилина строго на звук, а гиппокамп — фанат памяти.
Тут и подоспел новый взгляд на старую добрую «двойную потоковость». Для зрителей это разделение: «что» и «где». Для уха оказалось всё не так прямолинейно: вторая сеть похожа на ту самую вентральную дорожку, которая отвечает за опознание и память. А первая — плевать хотела на традиции, делая нечто своё, связанное с устойчивым вниманием и базовой обработкой звука.
Мозг в итоге так: один и тот же отдел легко переключается между функциями. Сегодня отыгрывает простого исполнителя, завтра анализирует вариации — всё зависит от задачи. Вот вам и булочная параллельных вычислений.
Правда, не обошлось без ложки дегтя: тест получился далёкий от настоящей музыкальной жизни. Новый метод (BROAD-NESS) теперь хотят раскатывать для «натуральных» аудиосценариев и посмотреть, как у пациентов с болезнями памяти или шизофренией пляшут эти самые сети.
Учёные задумываются о будущем: BROAD-NESS обещают сделать попроще, чтобы не только нейро-гики могли его освоить, и сравнить мозговые пляски здоровых и не очень. В долгосрочной перспективе тут чует разворот на создание биомаркеров и терапии, ориентированной на всю мозговую сетку.
Вишенка на торте: в разработке участвовали мастера из Дании, Оксфорда, Гента и Болоньи — эдакий междисциплинарный мозговой джем под эгидой солидных европейских фондов.
Не удивлюсь, если однажды вместо прослушивания Баха в консерватории загонят на МЭГ: будь любезен, отличи оригинал от подделки и получи зачёт!