Войти
Временная динамика музыки и языка описывает, как мозг координирует свою разницу различные регионы для обработки музыкальных и вокальных звуков. И музыка, и язык имеют ритмическую и мелодическую структуру. Оба используют конечный набор базовых элементов (например, тонов или слов), которые упорядоченно комбинируются для создания законченных музыкальных или языковых идей.
Ключевые области мозга используются как в обработке музыки, так и в языке обработка, например область Брокаса, которая посвящена языковому производству и пониманию. Пациенты с поражениями или повреждениями в области Брокаса часто демонстрируют плохую грамматику, медленную речь и плохое понимание предложений. нижняя лобная извилина - это извилина лобной доли, которая участвует в синхронизации событий и понимании прочитанного, в частности, для понимания глаголов. Область Верникеса расположена на задней части верхней височной извилины и важна для понимания лексики и письменной речи.
первичная слуховая кора расположена на височной доле коры головного мозга. Эта область важна при обработке музыки и играет важную роль в определении высоты звука и громкости звука. Повреждение мозга в этой области часто приводит к потере способности вообще слышать какие-либо звуки. Было обнаружено, что лобная кора участвует в обработке мелодий и гармоний музыки. Например, когда пациента просят отбить ритм или попытаться воспроизвести тон, эта область очень активна при сканировании фМРТ и ПЭТ. мозжечок - это «мини-мозг» в задней части черепа. Как и в случае с лобной корой, исследования изображений головного мозга показывают, что мозжечок участвует в обработке мелодий и определении темпа. медиальная префронтальная кора вместе с первичной слуховой корой также участвовала в тональности или определении высоты звука и объема.
В дополнение к конкретным областям, упомянутым выше, есть много «точек переключения информации». активен в обработке языка и музыки. Считается, что эти регионы действуют как пути передачи информации. Эти нейронные импульсы позволяют вышеуказанным областям правильно общаться и обрабатывать информацию. Эти структуры включают таламус и базальные ганглии.
. Было показано, что некоторые из вышеупомянутых областей активны как в обработке музыки, так и в языковой обработке посредством исследований ПЭТ и фМРТ. Эти области включают первичную моторную кору, область Брокаса, мозжечок и первичную слуховую кору.
Методы визуализации, наиболее подходящие для изучения временной динамики, предоставляют информацию в в реальном времени. Наиболее часто используемыми в этом исследовании методами являются функциональная магнитно-резонансная томография или фМРТ и позитронно-эмиссионная томография, известная как ПЭТ-сканирование.
Позитронно-эмиссионная томография включает введение короткоживущего радиоактивного индикатора изотоп в кровь. Когда радиоизотоп распадается, он испускает позитроны, которые обнаруживаются датчиком машины. Изотоп химически включен в биологически активную молекулу, такую как глюкоза, которая обеспечивает метаболическую активность. Всякий раз, когда активность мозга происходит в данной области, эти молекулы привлекаются к этой области. Как только концентрация биологически активной молекулы и ее радиоактивного «красителя» достаточно возрастет, сканер может ее обнаружить. Примерно одна секунда проходит с момента начала активности мозга до момента, когда эта активность обнаруживается устройством ПЭТ. Это связано с тем, что красителю требуется определенное время для достижения необходимой концентрации.
Пример ПЭТ-сканирования. Функциональная магнитно-резонансная томография или фМРТ - это форма традиционного МРТ устройство визуализации, позволяющее наблюдать за мозговой активностью в режиме реального времени. Устройство фМРТ работает, обнаруживая изменения нервного кровотока, связанные с активностью мозга. Устройства фМРТ используют сильное статическое магнитное поле для выравнивания ядер атомов в мозге. Затем прикладывается дополнительное магнитное поле, часто называемое градиентным полем, чтобы поднять ядра до более высокого энергетического состояния. Когда градиентное поле удаляется, ядра возвращаются в исходное состояние и излучают энергию. Излучаемая энергия обнаруживается аппаратом фМРТ и используется для формирования изображения. Когда нейроны становятся активными, приток крови к этим областям увеличивается. Эта богатая кислородом кровь вытесняет обедненную кислородом кровь в этих областях. Молекулы гемоглобина в эритроцитах, переносящих кислород, обладают разными магнитными свойствами в зависимости от того, насыщены ли они кислородом. Сосредоточив обнаружение на магнитных нарушениях, создаваемых гемоглобином, активность нейронов может быть отображена почти в реальном времени. Немногие другие методы позволяют исследователям изучать временную динамику в реальном времени.
Пациент получает «МЭГ». Другим важным инструментом для анализа временной динамики является магнитоэнцефалография, известная как МЭГ. Он используется для картирования активности мозга путем обнаружения и записи магнитных полей, создаваемых электрическими токами, генерируемыми нейронной активностью. Устройство использует большой набор сверхпроводящих устройств квантового интерфейса, называемых SQUID S, для обнаружения магнитной активности. Поскольку магнитные поля, создаваемые человеческим мозгом, настолько малы, все устройство должно быть помещено в специально спроектированное помещение, построенное для защиты устройства от внешних магнитных полей.
Другой распространенный метод изучения мозговой активности при обработке речи и музыки - это транскраниальная магнитная стимуляция или ТМС. TMS использует индукцию для создания слабых электромагнитных токов внутри мозга с помощью быстро меняющегося магнитного поля. Эти изменения деполяризуют или гиперполяризуют нейроны. Это может вызывать или подавлять активность в разных регионах. Влияние нарушений на функционирование может быть использовано для оценки взаимосвязей между мозгом.
Многие аспекты языка и музыкальных мелодий обрабатываются одними и теми же областями мозга. В 2006 году Браун, Мартинес и Парсонс обнаружили, что прослушивание мелодии или предложения приводит к активации многих из тех же областей, включая первичную моторную кору, дополнительную моторную область, Область Брокаса, передняя островковая часть, первичная звуковая кора, таламус, базальные ганглии и мозжечок.
Исследование 2008 года, проведенное Кельшем, Саллатом и Фридеричи, показало, что языковые нарушения могут также влиять на способность обрабатывать музыку. Дети с определенными языковыми нарушениями или SLI не так хорошо умели подбирать звуки друг другу или сохранять темп с простым метрономом, как дети без языковых нарушений. Это подчеркивает тот факт, что неврологические расстройства, влияющие на язык, также могут влиять на способность обработки музыки.
Уолш, Стюарт и Фрит в 2001 году исследовали, какие регионы обрабатывают мелодии и язык, прося субъектов создать мелодию на простой клавиатуре или написать стихотворение. Они применили TMS к месту, где хранятся музыкальные и языковые данные. Исследование показало, что ТМС, примененная к левой лобной доле, повлияла на способность писать или воспроизводить языковой материал, в то время как ТМС, примененная к слуховой области и области Брокаса мозга, больше всего препятствовала способности испытуемого играть музыкальные мелодии. Это говорит о том, что существуют некоторые различия между созданием музыки и языка.
Основные элементы музыкальной и языковой обработки, по-видимому, присутствуют при рождении. Например, французское исследование 2011 года, в котором отслеживалось сердцебиение плода, показало, что в возрасте старше 28 недель плоды реагируют на изменения музыкального тона и темпа. Базовую частоту сердечных сокращений определяли за 2 часа мониторинга до любого стимула. Возле матки воспроизводились нисходящие и восходящие частоты с разными темпами. В исследовании также изучали реакцию плода на языковые паттерны, такие как воспроизведение звукового отрывка из разных слогов, но не обнаружили реакции на разные языковые стимулы. ЧСС увеличивается в ответ на громкие звуки высокого тона по сравнению с тихими звуками низкого тона. Это говорит о том, что основные элементы обработки звука, такие как различение высоты тона, темпа и громкости, присутствуют при рождении, в то время как более поздние процессы распознают модели речи после рождения.
В исследовании 2010 года изучалось развитие языковых навыков у детей. дети с проблемами речи. Было обнаружено, что музыкальная стимуляция улучшает результаты традиционной логопедии. Дети в возрасте от 3,5 до 6 лет были разделены на две группы. Одна группа слушала музыку без слов на каждом занятии логопедом, а другой группе давали традиционную логопедию. Исследование показало, что как фонологическая способность, так и способность детей понимать речь увеличивались быстрее в группе, которая подвергалась регулярной музыкальной стимуляции.
Недавние исследования показали, что влияние музыки в головном мозге полезен для людей с заболеваниями мозга. Стегемёллер обсуждает основные принципы музыкальной терапии: повышение уровня дофамина, нейронную синхронность и, наконец, четкий сигнал, которые являются важными характеристиками для нормального функционирования мозга. Эта комбинация эффектов вызывает нейропластичность мозга, которая, как предполагается, увеличивает потенциал человека к обучению и адаптации. В существующей литературе исследуется влияние музыкальной терапии на людей с болезнью Паркинсона, болезнью Хантингтона и деменцией.
Лица с болезнью Паркинсона испытывают нарушения походки и осанки, вызванные пониженным содержанием дофамина в головном мозге. Одним из отличительных признаков этого заболевания является шаркающая походка, когда человек наклоняется вперед во время ходьбы и постепенно увеличивает свою скорость, что приводит к падению или контакту со стеной. Пациенты с болезнью Паркинсона также испытывают трудности с изменением направления при ходьбе. Следовательно, принцип увеличения дофамина в музыкальной терапии может облегчить симптомы паркинсонизма. Эти эффекты наблюдались в исследовании Гая различных звуковых сигналов обратной связи, в которых пациенты с болезнью Паркинсона испытывали увеличение скорости ходьбы, длины шага, а также снижение частоты вращения педалей.
Болезнь Гентингтона влияет на двигательные, когнитивные, а также психические функции человека, что серьезно влияет на качество его или ее жизни. Чаще всего пациенты с болезнью Хантингтона чаще всего испытывают хорею, отсутствие контроля над импульсами, социальную изоляцию и апатию. Schwarz et al. провели обзор опубликованной литературы о влиянии музыкальной и танцевальной терапии на пациентов с болезнью Хантингтона. Тот факт, что музыка может улучшить когнитивные и двигательные способности для деятельности, отличной от связанной с музыкой, предполагает, что музыка может быть полезна для пациентов с этим заболеванием. Хотя исследования, касающиеся влияния музыки на физиологические функции, по сути, неубедительны, исследования показывают, что музыкальная терапия увеличивает участие пациента и долгосрочное участие в терапии, что важно для достижения максимального потенциала способностей пациента.
Люди с болезнью Альцейхмера, вызванной слабоумием, почти всегда сразу оживляются, услышав знакомую песню. Särkämo et al. обсуждает эффекты музыки, обнаруженные в системном обзоре литературы у людей с этим заболеванием. Экспериментальные исследования музыки и деменции показывают, что, хотя слуховые функции более высокого уровня, такие как восприятие мелодических контуров и слуховой анализ, у людей снижены, они сохраняют свою базовую слуховую осведомленность, включая высоту звука, тембр и ритм. Интересно, что эмоции и воспоминания, вызванные музыкой, также сохраняются даже у пациентов, страдающих тяжелой деменцией. Исследования демонстрируют благотворное влияние музыки на возбуждение, тревогу, социальное поведение и взаимодействие. Музыка также влияет на когнитивные задачи, такие как эпизодическая память и беглость речи. Экспериментальные исследования пения для людей из этой популяции улучшили память, вербальную рабочую память, удаленную эпизодическую память и исполнительные функции.
.
