Гленн Шелленберг указал на важность различия между краткосрочным и долгосрочным воздействием музыки. «Эффект Моцарта» — это частный случай краткосрочного воздействия, но другие исследования выявили долгосрочное. Прослушивание музыки усиливает или изменяет определенные сети нейронов, включая плотность дендритных связей в первичной слуховой коре. Гарвардский нейробиолог Готфрид Шлауг показал, что передняя часть мозолистого тела — массы волокон, соединяющих два полушария головного мозга, — значительно больше у музыкантов, чем у немузыкантов, а особенно она велика у тех, кто рано начал заниматься музыкой. Это подтверждает представление о том, что музыкальные операции становятся двусторонними в процессе обучения, поскольку музыканты координируют и задействуют нейроны как в левом, так и в правом полушарии.
В ряде исследований в мозжечке были обнаружены микроструктурные изменения после приобретения двигательных навыков, необходимых для игры на музыкальных инструментах, в том числе увеличение количества и плотности синапсов. Шлауг обнаружил, что у музыкантов, как правило, более крупный мозжечок, чем у немузыкантов, а также более высокая концентрация серого вещества. Серое вещество — совокупность клеточных тел, дендритов и аксонов, которые обрабатывают информацию локально, в то время как белое вещество — длинные отростки, передающие информацию.
Гипотеза о том, что такие структурные изменения в мозге приводят к улучшению способностей в областях, отличных от музыки, не была доказана, однако исследования подтвердили, что прослушивание музыки и музыкальная терапия помогают людям преодолеть широкий спектр психологических и физических проблем.
Но вернемся все-таки к более плодотворному направлению исследований, связанному с музыкальными вкусами. Результаты Александры Ламонт имеют важное значение, так как показывают, что еще до рождения, а затем в первый год жизни ребенка его мозг способен хранить воспоминания и извлекать их в течение длительных периодов. С более практической точки зрения эти результаты говорят, что окружающая среда, даже когда плод защищен от нее утробой и околоплодными водами, может влиять на развитие ребенка и формирование его предпочтений. Таким образом, мы сеем семена музыкальных пристрастий еще до рождения наших детей, но в этой истории должно быть что-то еще, иначе им бы просто нравилась та же музыка, что и их родителям, или та, что играет на занятиях для будущих мам. Музыка, которую мы слышим, находясь в утробе, влияет на музыкальные предпочтения, но мы не можем утверждать, что она их определяет. Есть же длительный период усвоения культуры, в течение которого ребенок впитывает музыку, характерную для общества, где он родился. Несколько лет назад появились сообщения, что, прежде чем привыкнуть к музыкальной культуре своих родителей, все младенцы, независимо от их национальности и расы, предпочитают западную музыку любой другой. Эти открытия не подтверждены, зато обнаружено, что младенцы также предпочитают консонанс диссонансу. Понятие о диссонансе формируется у человека позже, и люди различаются в том, насколько сильный диссонанс они могут вытерпеть.
Вероятно, у этого явления есть неврологические основания. Консонансные и диссонансные интервалы обрабатываются в слуховой коре по-разному. Результаты недавнего исследования электрофизиологических реакций человека и обезьяны на сенсорный диссонанс (то есть на аккорды, которые звучат диссонансно в силу соотношения своих частот, а не гармонического или музыкального контекста) показывают, что нейроны в первичной слуховой коре — на первом уровне кортикальной обработки звука — синхронизируют частоту активизации во время звучания диссонансных аккордов, а во время консонансных — нет. Как именно это формирует предпочтение к консонансу, пока неясно.
Мы немногое знаем о слуховом мире ребенка. Уши человека полноценно функционируют уже за четыре месяца до рождения, однако у растущего мозга уходят годы на развитие всех слуховых способностей. Младенцы распознают транспозицию и изменения темпа, а значит, они способны к обработке звуков относительно друг друга, что пока не очень хорошо умеют делать даже самые продвинутые компьютеры. Дженни Саффран из Висконсинского университета и Лорел Трейнор из Университета Макмастера собрали доказательства того, что младенцы могут воспринимать звуковые сигналы абсолютной высоты, если того требует задание, и это предполагает ранее неизвестную когнитивную гибкость: дети обрабатывают информацию разными способами, предположительно посредством разных нейрональных сетей, в зависимости от того, который эффективнее подходит для решения задачи.
Треуб, Даулинг и др. показали, что контур — наиболее заметное для младенцев свойство музыки и они могут удерживать сходства и различия контуров в памяти до 30 секунд. Напомню, что контур относится к мелодической структуре нот разной высоты — это последовательность повышений и понижений в мелодии независимо от размера интервалов. Если бы мы воспринимали исключительно контур, то закодировали бы в памяти, что мелодия, например, повышается, но не знали бы насколько. Чувствительность младенцев к музыкальному контуру можно сравнить с чувствительностью к лингвистическому контуру, с помощью которого мы отличаем вопрос от восклицания и который относится к лингвистическому понятию просодии. Фернальд и Треуб задокументировали тот факт, что родители разговаривают с младенцами не так, как со взрослыми или со старшими детьми, и это наблюдается в разных культурах. Их речь становится медленнее по темпу, с более широким диапазоном высоты звука и в среднем звучит выше, чем обычная.
Матери (и в меньшей степени отцы) совершенно естественно, без каких-либо явных культурных указаний повышают интонацию речи — исследователи называют это языком родителей, или материнским языком. Мы считаем, что такая манера общения позволяет привлечь внимание ребенка к голосу матери и помогает различать слова в предложении. Взрослому мы сказали бы: «Это мяч», — а на материнском языке получится что-то вроде: «Ви-иди-и-ишь?» (высота звука на «и» повышается к концу предложения). «Видишь МЯ-Я-ЯЧ?» (звук охватывает более широкий диапазон и снова поднимается к концу слова «мяч»). В подобных высказываниях мелодический контур дает ребенку знать о том, задает мама вопрос или что-то утверждает, а преувеличение разницы между верхней и нижней точками контура привлекает к ним внимание. По сути, мать создает прототип вопроса и прототип утверждения и помогает ребенку их различать. Когда делает малышу выговор, то она вполне естественно (и опять же без явной подготовки) создает третий прототип высказывания, восклицательный — краткий и отрывистый, без особых вариаций в высоте звука: «Нет! (Пауза.) Нет! Плохо! (Пауза.) Я сказала: нет!» По-видимому, маленькие дети обладают способностью обнаруживать и отслеживать контур преимущественно через определенные интервалы высоты звука.
Треуб также показала, что младенцы более способны к кодированию консонансных интервалов вроде чистой кварты и чистой квинты, чем диссонансных типа тритона. Она обнаружила, что неравные интервалы нашей гаммы проще обрабатывать даже младенцам. Она и ее коллеги сыграли девятимесячным детям обычную мажорную гамму из семи нот и две придуманные гаммы. В одной из таких гамм октава делилась на 11 равных интервалов по частоте, и из них были выбраны семь нот, отстоящих друг от друга на один или два шага; во второй гамме октава просто состояла из семи равных интервалов. Задача испытуемых заключалась в том, чтобы обнаружить немузыкальный звук, отличающийся от гаммы. Взрослые хорошо справились с мажорной гаммой и плохо с обеими искусственными, которых они раньше никогда не слышали. Однако младенцы справились со всеми гаммами одинаково хорошо. Из предыдущих работ следует, что у девятимесячных детей еще не сформировалась схема мажорной гаммы, так что у них есть преимущество в обработке ее неравных интервалов.
Другими словами, наш мозг и гаммы, которыми мы пользуемся, по-видимому, эволюционировали одновременно. Не случайно в мажоре есть забавная асимметрия нот: нам легче учить мелодии именно при такой расстановке вследствие физики производства звука (то есть серии обертонов, которую мы рассмотрели ранее). Набор нот определенной высоты, который мы используем в мажорной гамме, очень близок по высоте к нотам, составляющим серию обертонов. Еще в раннем младенчестве большинство детей начинают спонтанно произносить звуки, и эти первые звуки напоминают пение. Младенец исследует диапазон своего голоса и пытается воспроизводить фонемы в ответ на окружающие его звуки. Чем больше музыки дети слышат, тем более вероятно, что они будут включать высоту тона и ритмические вариации в свои спонтанные вокализации.
Человек начинает отдавать предпочтение музыке своей культуры к двум годам, и примерно в то же время у него развивается специализированная обработка речи. Поначалу детям больше нравятся простые песни, то есть такие, где легко определить мелодию и где последовательности аккордов разрешаются просто и предсказуемо. По мере взросления дети устают от предсказуемой музыки, и им начинают нравиться более сложные произведения. Согласно Майку Познеру, лобные доли и передняя поясная извилина — структура, расположенная сразу за ними, которая отвечает за направление внимания, — у детей еще не полностью сформированы, что сказывается на неспособности уделять внимание нескольким объектам сразу. Им тяжело фокусироваться на одном стимуле при отвлекающих факторах. Это объясняет, почему детям примерно до восьми лет так трудно петь каноны[20], например «Row, Row, Row Your Boat» («Греби, греби, греби на лодке»). Система внимания у ребенка, в частности сеть, соединяющая поясную извилину (более крупную структуру, в состав которой входит передняя поясная извилина) и орбитофронтальные области мозга, пока не способна адекватно отфильтровывать нежелательные или отвлекающие стимулы. Дети, еще не достигшие той стадии развития, когда они могут исключать из фокуса внимания нерелевантную слуховую информацию, живут в мире огромных сложностей звукового восприятия, и все звуки представляют для них сенсорную преграду. Они пытаются петь ту партию, которую сейчас поет их группа в каноне, но их отвлекают и путают группы, которые исполняют другую часть. Познер продемонстрировал, что с помощью слегка переработанных упражнений на внимание и концентрацию, используемых в НАСА, можно ускорить развитие внимания у ребенка.