Аудиторная кора макак-резусов, в отличие от аналогичных отделов головного мозга человека, неспособна отличать гармоничное по частоте сочетание звуков от шума. Это выяснили американские ученые, которые провели фМРТ-эксперимент на небольшой группе людей и обезьян. Скорее всего, это говорит о том, что аудиторная кора человека эволюционировала под воздействием музыкального и речевого восприятия, пишут ученые в Nature Neuroscience.
Некоторые отделы мозга приматов (как обезьян, так и людей) имеют достаточно схожее топологическое устройство. Например, как у макак, так и у людей вентральный путь обработки визуальной информации устроен таким образом, что отделы, отвечающие за распознавание цветов, находятся между отделами, селективно активируемыми изображениями лиц и мест.
При этом до сих пор неясно, насколько похожи у обезьян и людей отделы мозга, которые отвечают за восприятие звука. Аудиторная кора головного мозга людей имеет разные отделы, которые отвечают за обработку звуков определенной частоты. Эти же отделы позволяют человеку определять звуковую гармонию — созвучные по частоте звуки (такие, которые выше или ниже основного тона в кратное натуральному ряду число раз: например, в музыке — ноты, которые находятся на октаву выше или ниже).
Разумеется, коммуникация обезьян подразумевает использование звуков определенной частоты, распознавание которой может быть жизненно важным. Проверить, позволяет ли аудиторная кора головного мозга макак отличать гармоничность звуков, решили ученые под руководством Сэма Нормана-Эньере (Sam Norman-Haignere) из Колумбийского университета. В их эксперименте приняли участие четыре человека и три макаки-резуса. Во время фМРТ-сканирования участникам включали звукоряды длиной две секунды, каждый из которых состоял из 6, 8, 10 или 12 нот. Распределение частот нот в гармоничном звукоряде было настроено таким образом, что в пределах определенных частот (всего их было пять) высота звука менялась либо в соответствии с правилами гармоники, либо не менялась вообще: другими словами, гармоничные звуки в эксперименте были противопоставлены шуму.
Ученые обнаружили, что распределение участков, отвечающих за определение высоты звука, в мозге макак и людей устроено по-разному. В отвечающей за определение частоты звука поперечной височной извилине (в англоязычной литературе она известна как «извилина Хешла») у людей наблюдается чередование отделов от «высокочастотных» к «низкочастотным», а затем опять к тем, которые отвечают за определение звуков высокой частоты. У макак чередование этих отделов выглядит по-другому: «высокий» — «низкий» — «высокий» — «низкий».
Что касается специфичной активности, которая появляется при прослушивании гармоничных звуков, но не при восприятии шума, то у макак ее обнаружить не удалось. При анализе активности аудиторной коры головного мозга людей в ответ на гармоничные звуки ученые выделили специфичные воксели активации, которых в мозге макак найдено не было; при этом аудиторная кора макак больше реагировала на шум — в сравнении с теми же гармоничными звуками.
Авторы работы, таким образом, пришли к выводу, что организация аудиторной коры людей и макак принципиально различается в том, что касается восприятия сочетания звуков определенных частот. Ученые предполагают, что это обусловлено эволюционным развитием аудиторной коры под воздействием музыкального и речевого восприятия.
Разумеется, люди обладают разными способностями определения пространственных и временных характеристик звука, из-за чего работа мозга при прослушивании музыки у них может отличаться. Интересно, что касается это не только аудиторной коры, но и моторной: у гитаристов, к примеру, при прослушивании гитарного соло будут активны участки мозга, отвечающие за движение руками, а битбокс у битбоксеров вызовет аналогичную активность участков, отвечающие за движение рта.
