Как мозг воспринимает звуки

Мозг как главный слуховой орган человека

Каждый день мы слышим огромное количество звуков: речь и пение, автомобили и самолеты, звон посуды и щелчки клавиш. Все они влияют на наше настроение, здоровье и нервную систему. Попробуем разобраться, почему одни звуки нравятся, а другие раздражают, как на них реагирует наш мозг, и почему одинаковые звуки вызывают разную реакцию у разных людей.

Фото Jonas Bodenhöfer / CC

У каждого свой шум

Здоровые, молодые люди слышат одинаково хорошо, но по-разному обрабатывают полученную информацию. Отношение к тем или иным звукам зависит от опыта человека и персональных когнитивных особенностей. Поэтому граница между звуком и шумом строго индивидуальна.

Шум нельзя определить как звук, вызывающий негативную реакцию, потому что к звуковым раздражителям можно со временем привыкнуть или даже привязаться. Большинству людей не нравится звук работающей газонокосилки, а у кого-то он ассоциируется с поездкой за город и запахом свежескошенной травы. Деревенского жителя будет напрягать звуковой фон кафе – хруст зерен в кофемолке, гул эспрессо-машины, голоса людей. В то же время, заядлые любители напитка не обращают на них внимания, или наоборот, ассоциируют их с чем-то позитивным. Хотя от усталости и их порой может раздражать эта какофония.

Также нельзя определить шум в противовес «сигналу», как это делается в электронике. Многие виды шума имеют важную информационную функцию. Звук проезжающих машин, безусловно являющийся шумом, даёт нам сигнал, чтобы мы были осторожными. А раздражение от громких звуков в середине частотного спектра, вроде скрежета ногтей по стеклу, и вовсе появилось эволюционно – оно помогало первобытным людям избегать хищных животных.

Дело в контексте

В попытке понять, какую роль в восприятии звуков играет контекстная информация, музыкологи Майкл Олер и Кристоф Рейтер провели исследование. Они записали скрип ногтей, царапающих меловую доску, и попросили две группы людей оценить результат. Одной группе рассказали, какой у звука источник, а другую уверили в том, что им проигрывают отрывок из музыкального произведения. Несмотря на то, что физиологические реакции слушателей были одинаковыми, люди, искавшие в записи музыкальную составляющую, оценили отрывок выше.

Результаты этого эксперимента не такие странные, как может показаться. Конечно, в процессе записи музыки звукорежиссеры удаляют или маскируют нежелательный шум – например, гул оборудования и дыхание вокалиста. Но звуки, вызывающие раздражение вне музыкального контекста, часто используются в качестве инструментов музыкальной выразительности. Их можно услышать на записях самых разных жанров — от академических композиций до танцевальных хитов. Исполнители стиля «нойз» и вовсе создают музыку без мелодии и гармонии, фокусируясь исключительно на тембральных характеристиках шума.

Шумовое загрязнение

Несмотря на то, что каждый определяет шум по-своему, шумовое загрязнение остаётся реальной угрозой жизнедеятельности человека — особенно в мегаполисах. Жители больших городов каждый день слышат звуки транспортных средств, систем вентиляции и ремонтных работ. Продолжительное нахождение в такой среде способствует повышению кровяного давления и увеличивает риск сердечного приступа.

Исследование, проведенное в Нью-Йорке, доказало, что шум за окном значительно влияет на эффективность образовательного процесса. Как правило, ученики «тихих» классов академически опережают своих ровесников.

Наконец, шум дезориентирует. Киты, сбитые с толку звуками морских радаров, выбрасываются на берег и умирают. Европейский речной угорь, и без того находящийся на гране исчезновения, теряет от шума способность реагировать на хищников. При достаточно высокой громкости, похожая реакция на шум может возникать и у людей.

Особенности восприятия

К некоторым звукам можно выработать гиперчувствительность – как по психологическим, так и по физиологическим причинам.

Чаще всего такие реакции связаны с плохими ассоциациями. Многие люди напрягаются при звуке рингтона, напоминающем о стрессовой работе. А песни, связанные с грустными событиями из прошлого, могут и вовсе испортить настроение.

Тем, кто хочет научиться спокойно реагировать на такие раздражители, психологи советуют самостоятельно разрушить эти ассоциации. Если, находясь в максимально комфортной обстановке, длительно прослушивать раздражающие звуки, связь между ними и дискомфортом исчезнет.

Но иногда такая гиперчувствительность связана с серьезными расстройствами, требующими врачебного вмешательства.

Если звуки вызывают у вас физическую боль и кажутся более громкими, чем есть на самом деле — у вас гиперакузия. Это состояние может быть как следствием травм головы и заболеваний внутреннего уха, так и симптомом серьезных неврологических проблем.

Если звуки чихания, дыхания, зевоты, кашля и чистки зубов вызывают у вас не просто раздражение, а тревогу, ярость и даже приступы панических атак — это может быть признаком мисофонии. Название этого неврологического недуга переводится с греческого как «ненависть к звукам».

Заболевание еще недостаточно изучено, поэтому есть несколько соперничающих гипотез о его происхождении. Согласно одной из них, мисофония — это признак посттравматического невроза или обсессивно-компульсивного расстройства. Другие же считают, что заболевание вызвано аномальным поведением мозга.

Для проверки этой теории ученые провели эксперимент. Участников подключили к аппарату для мозговой томографии и заставили слушать разные звуки — как нейтральные, так и те, к которым они ранее проявляли гиперчувствительность. Оказалось, что у людей с мисофонией иначе работает зона мозга, которая обеспечивает взаимодействие эмоций и физических ощущений. Поэтому определенные звуки вызывают у них чрезмерно сильную реакцию.

Слышать, но не ушами

К возрасту 44 лет Людвиг Ван Бетховен полностью оглох — вероятнее всего, он стал жертвой отосклероза, состояния, при котором вибрации барабанной перепонки не достигают внутреннего уха. Но это не помешало ему сочинять музыку. Во время работы глухой композитор брал в зубы деревянную трость и прикладывал её к корпусу фортепиано. Таким образом вибрации инструмента передавались через челюсть непосредственно к внутреннему уху, что позволяло Бетховену слышать собственную игру.

Сейчас принцип костной проводимости активно используется для создания слуховых аппаратов. А несколько лет назад его стали применять и в других сферах. Aftershokz производит серию наушников, работающих по принципу костной проводимости. Такой гаджет позволяет лучше контролировать ситуацию, когда важно слышать, что происходит вокруг. Например, во время занятий спортом.

А в Ростехе рассказали о разработке специальной военной радиогарнитуры, оперирующей по тому же принципу. Она крепится на висках, позволяя солдатам принимать сообщения, и при этом оставаться бдительными.

Цветные звуки и звуковые цвета

Некоторые люди способны слышать под воздействием визуальных стимулов. Такой дар называется синестезией. Органы чувств синестетиков самопроизвольно «обмениваются» сигналами. Многие из них даже не осознают, что ощущают мир иначе, чем остальные. Есть несколько видов синестезии, связанных со слухом.

Люди с хроместезией обрабатывают цвета как звуки, и наоборот. Например, участник «Могучей Кучки» Николай Римский-Корсаков «видел» цвета при прослушивании музыки.

Люди с кинестетико-слуховой синестезией слышат звуки при колебаниях, вспышках или движении объектов, даже если эти объекты не производят никаких звуков. Акустико-тактильная синестезия распространена меньше других разновидностей. При ней звуки связаны с ощущениями в разных частях тела.

Нейробиологические исследования так и не смогли установить, почему синестетики так воспринимают мир. Но это не делает состояние вымышленным – некоторые виды эпилепсии также не сопровождаются заметными изменениями мозга.