Люди склонны двигаться под музыку: кивать головой, притопывать ногой или барабанить пальцами. Нейронаука называет это слухомоторной синхронизацией. Обычно такие действия человек совершает намеренно или хотя бы осознает их. Этот механизм связывает слуховую кору с двигательными областями мозга и помогает чувствовать ритм.
До сих пор исследователи полагали, что музыка влияет только на произвольные движения. Спонтанное моргание считали сугубо физиологическим процессом, и никто не проверял, может ли внешний ритм управлять столь коротким и бессознательным действием.
Новая научная работа показала, что влияние звука на моторику глубже, чем ожидалось. Звуковые волны способны «захватывать контроль» над морганием, которое обычно работает в автоматическом режиме. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Biology.
Группа китайских ученых провела эксперимент более чем с 100 добровольцами, никто из которых не был музыкантом. На участников надели датчики для записи мозговой активности и трекеры для отслеживания движений глаз и попросили слушать музыку без каких-либо инструкций. Им включали отрывки из хоралов Иоганна Себастьяна Баха, во время них легко отслеживать четкий и стабильный ритм.
Приборы зафиксировали, что моменты моргания четко совпадали с сильными долями такта. Глаза закрывались синхронно с битом, а нейронные колебания в мозге подстраивались под темп композиции. Чтобы исключить влияние знакомых мелодий, записи прокрутили задом наперед и заменили инструменты на простые тональные сигналы. Эффект сохранился при всех условиях.
Это доказало, что мозг реагирует именно на временную структуру ритма, а не на красоту гармонии или узнаваемость мелодии. Однако синхронизация работала только в определенном диапазоне и пропадала, если темп музыки становился слишком быстрым.
Сканирование мозга методом диффузионной МРТ помогло объяснить разницу в реакции людей. Сила связи между морганием и ритмом зависела от плотности белого вещества в левом полушарии. Ключевую роль сыграл верхний продольный пучок — «канал связи» между слуховыми зонами и теменной корой. Чем лучше была развита микроструктура этого проводящего пути, тем точнее человек попадал морганием в такт.
Финальная проверка раскрыла функциональную суть явления. Ученые попросили добровольцев искать на экране красную точку во время прослушивания музыки. Как только мозг переключил ресурсы на зрительный поиск, моргание перестало совпадать с ритмом.
Это означало, что для синхронизации необходимо активное фоновое внимание к звуку. Те участники, у которых глаза точнее попадали в такт, быстрее замечали ошибки в музыкальном ритме во время тестов.
Эксперимент доказал, что моргание служит внешним индикатором настройки мозга на звуковую среду. Врачи смогут использовать этот феномен как объективный маркер для диагностики нарушений восприятия ритма у пациентов с расстройствами речи и моторики, так как он не требует от человека активных осознанных действий.