Страница 3 из 9
Когда мне было пять лет, соседские дети говорили: “Ты сможешь играть с нами, когда тебе будет шесть”. Этот и другой подобный опыт, а также связь с двумя культурами – ощущение себя не полностью итальянкой и не полностью американкой – долгое время заставляли меня задумываться над тем, кто я есть. Где мне место как ученому? Я всегда чувствовала себя более комфортно на стыке дисциплин, чем в центре какой-то одной, и именно в таком контексте я создавала свою лабораторию Brainvolts.
Если вы посмотрите на сайт Brainvolts, вы увидите в спектре изучаемых проблем музыку, сотрясения мозга, старение, чтение и двуязычие. Вы можете поинтересоваться: “Что же они там делают в Brainvolts?” Говоря попросту, одна объединяющая тема – взаимодействие звука и мозга. Звук пронизывает многие стороны нашей жизни и, соответственно, формирует наш мозг.
Мой муж называет Brainvolts “ларьком с хот-догами”. Моя работа заключается в том, чтобы создать всю необходимую инфраструктуру “для продажи хот-догов”. Ученому требуется специализированное оборудование и, главным образом, правильные люди. И это может быть очень трудно, поскольку мои интересы редко соответствуют критериям специализации большинства источников финансирования. Я часто чувствую себя так, как будто мне все еще пять лет и мне говорят: “Мы финансируем только шестилетних”. В этом проблема междисциплинарных исследований, но, к счастью, мне удается поддерживать работу ларька с хот-догами. Потрясающе, что наука свела меня с удивительными людьми вне исследовательской и академической сферы. В Brainvolts наука в первую очередь и главным образом определяется людьми, которые привносят свои уникальные идеи для достижения общей цели. Наша наука зависит от наших коллег в сфере образования, музыки, биологии, спорта, медицины, производства – от людей, работающих вне лаборатории, в том мире, в котором мне хочется поселить нашу науку. Как заметил нейробиолог Норм Вейнбергер, “для природы нет дисциплин”.
Brainvolts, как и мозг, представляет собой интегрированную и реверберирующую системную сеть, объединенную уникальными и специализированными составляющими – членами команды. За 30 лет существования лаборатории мне необычайно повезло работать с выдающимися людьми с их собственными интересами, взглядами и навыками, но с неизменным интересом к взаимодействию звука и мозга. Мы проанализируем эти связи (как в мозге, так и в лаборатории) на страницах книги.
Когда книга начала обретать форму, я стала отсылать черновики друзьям и родственникам, чтобы узнать их мнение. Я хотела знать, понятно ли я излагаю, интересна ли эта тема самым разным читателям. По большей части это были мои ближайшие родственники, среди которых, что удобно, есть шеф-повар, адвокат, строитель, музыкант и художник. Достаточно скоро мой зять-адвокат спросил, о чем эта книга – о звуке или о мозге. Это заставило меня уточнить, что книга и о том и о другом. Книга о звуке, о том, что с ним делает мозг, а также о том, что это дает нам, – о звуковом разуме.
Иными словами, я рассматриваю звуковой разум как некую силу, объединяющую прошлое, настоящее и будущее. Звуки, с которыми мы имели дело на протяжении всей жизни, определяют состояние нашего мозга сегодня. Мозг в свою очередь принимает сегодня решения о том, как формировать наш звуковой мир в будущем – и не только в нашем индивидуальном будущем, но в будущем наших детей и общества в целом. То есть разум регулирует систему обратной связи, которую, что важно, мы в состоянии в некоторой степени контролировать. У нас есть возможность выбирать звук – хорошо это или плохо. Примем ли мы правильные решения, чтобы создать добродетельный круг обратной связи? Или ошибочные решения, которые запустят порочный круг?
Я биолог и интересуюсь тем, как звук развивает нашу звуковую индивидуальность и позволяет включаться в мир. Я хочу понять процесс обработки звука в мозге – звуковой разум – с точностью, которую я научилась регистрировать непосредственно на уровне отдельных нейронов. В книге мы проанализируем сигналы, поступающие из внешнего мира (звуковые волны), и сигналы внутри головы (мозговые волны). Мы увидим, что обогащает процесс обработки звука, а какие факторы оказывают на него пагубное влияние. Мы увидим, что музыка имеет силу лечить, а шум разрушает нервную систему. По пути мы обсудим, что происходит со звуковым мозгом, если мы говорим на иностранном языке, имеем речевые нарушения, ощущаем ритм, слышим пение птиц или получаем сотрясение мозга.
Звук – невидимый союзник и враг здоровья мозга. Наше взаимодействие со звуком сильнейшим образом определяет, кто мы такие. Звуки нашей жизни формируют наш мозг, на горе и на радость. И наш звуковой разум, в свою очередь, влияет на наш звуковой мир – опять же, на горе и на радость. Станем ли мы хорошими слушателями или плохими? В зависимости от того, что мы ценим в звуке, каким мы будем строить звуковой мир, в котором нам жить? Целостное понимание биологических последствий нашей жизни в звуковом мире позволяет делать лучший выбор для нас самих, наших детей и всего общества.
Хочется думать, что мама получила бы удовольствие от чтения этой книги.
Часть I
Как работает звук
Глава 1
Сигналы из внешнего мира
Эта вводная глава рассказывает о сигналах, раздающихся за пределами нашей головы, – о звуке. Звук – это всего лишь перемещающиеся туда-сюда молекулы воздуха. Замечательно, что этот простой механизм создает бесконечное разнообразие звуков – от Баха до скворчанья яичницы на сковородке, от песни “Rocky Raccoon” до копающегося в помойном баке енота. Звуки бывают громкими и тихими, высокими и низкими, консонансными или диссонансными, быстрыми и медленными, грубыми, визгливыми, хаотичными, полифоническими, свистящими или монотонными. Предлагаю вам прочувствовать красоту свойств звука – его компонентов, о которых мы будем говорить вновь и вновь по мере исследования звукового разума.
Звук – это движение. Когда дергают гитарную струну, она заставляет двигаться воздух в ближайшем окружении. На рис. 1.1 изображены колебания гитарной струны после щипка. Слева показана струна в свободном состоянии, и справа от нее – дюжина маленьких молекул воздуха. Когда гитарная струна находится в покое, локальное атмосферное давление составляет около 14,7 фунта на квадратный дюйм – давление воздуха на уровне моря. Когда струну дернули, она быстро отклоняется вправо и молекулы воздуха прижимаются ближе друг к другу, создавая более высокое давление[9]. Затем, через очень небольшой промежуток времени (сотые или тысячные доли секунды в зависимости от высоты ноты), гитарная струна движется в обратном направлении, минует исходное положение и смещается чуть левее. Тогда молекулы воздуха справа опять рассеиваются, и давление снижается. Но молекулы не возвращаются сразу к исходному состоянию, как было до натяжения струны. Теперь они рассеяны чуть в большей степени (занимают больший объем) и, следовательно, создают меньшее давление, чем было до первого движения струны. Затем они опять сжимаются, и опять рассеиваются, и еще, и еще, каждый раз чуть слабее, и, наконец, движение прекращается, вибрация затихает, звук умирает. Движение было звуком, и когда движение прекратилось, прекратился и звук.
Рис. 1.1. Струна сдвигает окружающие ее молекулы воздуха.
Большинство звуков определяется несколькими компонентами (рис. 1.2), как видимый предмет определяется формой, цветом, материалом и размером. Поскольку звук невидим, компоненты звука не так очевидны, но они чрезвычайно важны для осмысления звука. Я считаю, что если думать о звуке в терминах составляющих его компонентов – признавая важность того, что происходит с движущимися молекулами воздуха, – то его обработка в мозге становится еще более удивительной. Чтобы проследить за этими чудесными компонентами, я считаю, что полезным организующим принципом является представление о звуке в терминах высоты, временной развертки и тембра.
9
Это очень-очень небольшая перемена давления. Если я правильно использую формулы и единицы измерения, щипок гитарной струны поднимает атмосферное давление от 14,7 до 14,700003 фунта/дюйм2.