Сотрудники Университета Макгилла в Канаде обнаружили укрепление связей между моторными и аудиторными отделами головного мозга. Это выяснилось в ходе сканирования мозга участников на фМРТ во время уроков игры на виолончели, причём такой эффект никак не зависел от успешности освоения музыкального инструмента. Подробности эксперимента опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Credit: public domain
Известно, что новые нейронные связи способны образовываться в головном мозге в любом возрасте: всё зависит от образа жизни, желаний и опыта человека. Например, подобную нейропластичность можно наблюдать во время обучения игре на музыкальных инструментах, при которой активно работают моторные и аудиторные системы мозга. В ходе постоянных тренировок деятельность обеих систем улучшается, однако до сих не найден механизм, лежащий в основе этого процесса.
На пластичность мозга способен влиять вид инструмента. Уже не раз исследовали функциональную активность мозга пианистов, в то время как игра на струнных требует иной степени координации движений, и следовательно другой, более сложной работы нейронов исполнителя.
В новом исследовании учёные из Монреальского неврологического института во главе с Роберто Заторре (Robert Zatorre) выяснили, как образуются связи между аудиторными и моторными отделами мозга. В ходе эксперимента они обучали 13 участников игре на виолончели, которую сконтруировали из инертных материалов – пластика, стекловолокна и кетгута. Такое преобразование инструмента понадобилось для того, чтобы добровольцы смогли играть прямо в аппарате фМРТ, где звук, записанный с помощью оптических сенсоров, помещённых прямо на струны, передавался в наушники играющему.
Процесс тренировки в сканере. Credit: Robert Zatorre et al. / PNAS
Во время урока участники помещались в специально сконструированную конструкцию, которая имитировала аппарат МРТ. Испытуемые либо сами играли на виолончели, либо просто слушали выученные ранее мелодии. В итоге авторы измеряли активность мозга три раза – до начала обучения, через неделю и после окончания.
Результатом эксперимента стало увеличение активности моторной и левой теменной зон при простом прослушивании выученных мелодий по сравнению с началом обучения. Между участками внутри дорсального аудиторно-моторного пути, а именно дополнительной зоной, аудиторной корой и левой теменной зоной, наблюдалось повышение функциональных связей во время обучения и приобретения опыта игры.
Зоны мозга, в которых повысилась функциональная связность после четырех недель прослушивания музыки и трех недель игры. Credit: Robert Zatorre et al. / PNAS
Важно, что функциональные улучшения связей не зависели от правильности исполнения мелодии, а происходили из-за самого факта обучения. Индивидуальные достижения влияли на другие области мозга, например, гиппокамп, который отвечает за память и координацию движений. В конце занятий почти все участники играли без ошибок: в правильном темпе и нужной высоте.
Исследование авторов вновь подтвердило факт нейропластичности и изменчивости мозга под воздействием опыта, а также то, что активность и улучшение связей в мозге зависит от вида деятельности, которую необходимо освоить. Так, игра на виолончели помогла укрепить аудиторно-моторный нейронный путь даже без каких-то высоких достижений. Учёные отмечают, что полученные результаты помогут специалистам в области педагогики и реалибилитации.
Текст: Екатерина Заикина
Neural network retuning and neural predictors of learning success associated with cello training by Indiana Wollman, Virginia Penhune, Melanie Segado, Thibaut Carpentier, and Robert J. Zatorre in Proceedings of the National Academy of Sciences. Рublished June 2018.
https://doi.org/10.1073/pnas.1721414115
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.