научная статья по теме ВЫЗВАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ЭЭГ ПРИ ВОСПРИЯТИИ КОНСОНАНСНЫХ И ДИССОНАНСНЫХ АККОРДОВ Биология

Текст научной статьи на тему «ВЫЗВАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ЭЭГ ПРИ ВОСПРИЯТИИ КОНСОНАНСНЫХ И ДИССОНАНСНЫХ АККОРДОВ»

ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2012, том 62, № 3, с. 286-291

ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

УДК 612.821

ВЫЗВАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ЭЭГ ПРИ ВОСПРИЯТИИ КОНСОНАНСНЫХ И ДИССОНАНСНЫХ АККОРДОВ

© 2012 г. А. В. Масленникова, А. А. Варламов, В. Б. Стрелец

Учреждение Российской академии наук Институт высшей нервной деятельности

и нейрофизиологии РАН, Москва, e-mail: alexm2004@list.ru Поступила в редакцию 07.07.2011 г. Принята в печать 10.10.2011 г.

Существует немало исследований влияния музыки на биопотенциалы мозга. В настоящей работе исследовалось восприятие человеком консонансных и диссонансных аккордов. Субъективно предъявляемые консонансные интервалы оценивались как более гармоничные и приятные по сравнению с диссонансными. При анализе вызванной активности мозга установлено, что восприятие диссонансных аккордов сопровождается активацией правой лобной доли, которая регулирует отрицательные эмоции, в то время как консонансные аккорды активировали левую лобную область, регулирующую положительные эмоции.

Ключевые слова: музыкальная гармония, консонанс, диссонанс, ЭЭГ, вызванные изменения спектральной мощности, тета-ритм, эмоции.

Perception of Consonant and Dissonant Chords: Changes in the Power of the EEG Evoked Activity

A. V. Maslennikova, A. A. \&rlamov, V. B. Strelets

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Scineces, Moscow,

e-mail: alexm2004@list.ru

Human perception of dissonant and consonant chords was studied by analyzing brain evoked activity. It was found that the perception of dissonant chords was accompanied by activation of the right frontal lobe, which controls negative emotions. Consonant chords activated the left frontal region, which controls positive emotions.

Keywords: music harmony, consonance, dissonance, EEG, ERBP, teta, emotions.

В основе гармонического строя музыки лежат соотношения частот музыкальных звуков, или музыкальные интервалы. В музыкальной акустике и теории музыки интервалы делят на консонансы и диссонансы по соотношению частот тонов, входящих в интервал. Отмечается, что консонансы звучат мягко, спокойно, благозвучно, диссонансы — резко, жестко, напряженно [2]. Согласно акустической теории Г. Гельмгольца консонансность и диссонанс-ность интервалов определяются отсутствием или наличием биений между основными и частичными тонами, входящими в интервал. Два и более интервалов составляют аккорд,

причем в аккорде могут сочетаться как кон-сонансные, так и диссонансные интервалы. Предпочтение консонансов выявлено также у младенцев [13, 16] и животных [3, 12].

На данный момент существуют единичные исследования психофизиологии восприятия вертикальной гармонической структуры музыки человеком. Исследования когерентности [19] выявили, что при прослушивании консонансных аккордов наблюдалось увеличение внутриполушарной когерентности в правом полушарии в диапазоне тета-ритма в отличие от диссонансных. Работа, посвященная исследованию стволовых потенциалов,

показала, что восприятие музыкальной гармонии происходит в том числе еще на низких уровнях сенсорного анализа, причем существующая схема кодирования облегчает восприятие консонансных аккордов; это может служить одной из причин того, что консонансы более предпочитаемы [8, 11]. Однако другое исследование выявило тот факт, что восприятие дисгармонии также имеет свои корреляты на первичном сенсорном уровне и сопровождается большей активацией зоны А1 первичной звуковой коры, что проявляется в синхронизации осцилляций нейронов на частоте, соответствующей разнице акустических частот [12]. Кроме того, показано, что консонансные аккорды стимулируют более высокую гамма-активность по сравнению с диссонансными [18].

В настоящей работе была поставлена задача изучить вызванные изменения спектральной мощности и вызванные потенциалы ЭЭГ при предъявлении консонансных и диссо-нансных аккордов, а также субъективное восприятие этих аккордов.

МЕТОДИКА

Испытуемые. В эксперименте приняли участие 15 человек от 18 до 35 лет (средний возраст 24.5 ± 5.13), 14 женщин и один мужчина, не имеющих психических отклонений, с высшим и неоконченным высшим образованием, без музыкального образования и опыта профессиональных занятий музыкой.

Стимулы. В качестве стимулов мы взяли консонансные и диссонансные аккорды, состоящие из четырех интервалов и построенные на разных тонах 12-ступенного равномерно-темперированного строя, но одинаковые по длительности, тембру и громкости. Стимулы были выровнены по тембру (классическое пианино) и громкости (70 дБ). Всего стимулов было 84 : 42 консонансных (из них 21 мажорный и 21 минорный аккорд) и 42 диссонансных. Консонансные аккорды строились на основе мажорного (или минорного) трезвучия от семи основных ступеней с дополнительными интервалами для основного тона (на октаву выше и ниже основного тона). Диссонансные аккорды строились на основе жестких диссонансных интервалов (малая секунда, большая септима). Все стимулы были созданы с помощью программы Cakewalk Music Creator 4.

Условия предъявления стимулов. Во время записи ЭЭГ испытуемым в случайном порядке с равной вероятностью предъявлялись консонансные аккорды (КА) и диссонансные аккорды (ДА) длительностью 1.5 с, причем консонансные аккорды были с равной вероятностью мажорными или минорными. Испытуемые располагались с открытыми глазами в удобном кресле в затемненной комнате. После прослушивания каждого аккорда через 500 мс испытуемые должны были оценить свои эмоциональные ощущения с использованием девятибалльной шкалы ("приятный-неприятный"), а также оценить гармоничность аккордов по девятибалльной шкале ("гармоничный — дисгармоничный"). После оценки стимулов, по истечении случайно определяемого интервала в 1 — 1.5 с, предъявлялся следующий стимул. Инструкции и фиксационный символ "+" предъявлялись на стимулирующем мониторе размером 19" (Acer 1719), установленном на расстоянии 90 см от испытуемого. Запись ЭЭГ осуществлялась при предъявлении двух блоков по 40 стимулов.

Запись вызванных потенциалов. ЭЭГ регистрировалась с использованием 32-каналь-ного усилителя Neuroscan Synamps (США) и 32-канальной шапочки (модифицированная схема постановки электродов 10—20) с встроенными Ag/AgCl электродами. В качестве референтного отведения использовался объединенный ушной электрод, заземляющий электрод располагался в центре лба.

Анализ данных. После удаления окулогра-фических артефактов и исключения эпох с миографическими, двигательными и иными артефактами производилась полосовая фильтрация в следующих частотных диапазонах: те-та1 (4—6 Гц), тета2 (6—8 Гц), альфа1 (8—10 Гц), альфа2 (10—13 Гц) и гамма (30—45 Гц). Согласно классическому методу вычисления вызванной синхронизации/десинхрониза-ции [10, 20] вызванные изменения спектральной мощности (ВИСМ) в тестовом интервале (0—1200 мс от начала предъявления стимула) определялись как процент увеличения (ВС — вызванная синхронизация) или уменьшения (ВД — вызванная десинхрониза-ция) мощности в данном частотном диапазоне по сравнению с референтным интервалом (от —500 до 0 мс относительно момента предъявления стимула). Для статистического анализа экспортировались значения пиков увеличения или уменьшения спектральной мощности

во временном интервале 100—500 мс, определенном по результатам предварительного анализа усредненных кривых вызванных изменений спектральной мощности. Субъективные оценки испытуемых анализировались с использованием ^критерия Стьюден-та для зависимых выборок. Для анализа вызванной синхронизации по каждому частотному диапазону использовались следующие схемы дисперсионного анализа с повторными измерениями: а) ANOVA для отведений центральной линии, Отведение 4 (Гг, Сг, Рг и 0г) х х Экспериментальное условие (ЭУ) 2 (консо-нансные, диссонансные аккорды) для выявления общих топографических закономерностей В И СМ; б) отдельные двухфакторные ANOVA для пар отведений F3 — F4 и Р3 — Р4, Полушарие 2 (левое, правое) х Экспериментальное условие 2 (КА, ДА), для проверки специфической экспериментальной гипотезы. При необходимости для коррекции значений р использовалась поправка Гринхауза— Гейссера. Для уточнения характера эффектов при наличии достоверных взаимодействий проводились локальные ANOVA по отдельным отведениям.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Анализ субъективных оценок аккордов. Субъективные оценки по первой шкале "гармоничный—дисгармоничный" для консо-нансных аккордов были значимо выше, чем для диссонансных (р < 0.001, средние значения составили 5.68 балла для консонансных и 3.47 для диссонансных аккордов). Аналогичные результаты получены и для второй шкалы "приятный — неприятный" (р < 0.01, средние значения 6.30 балла для консонансных и 4.41 для диссонансных аккордов). Значимых различий в субъективной оценке мажорных и минорных консонансных аккордов не выявлено (р > 0.5).

Анализ вызванных изменений спектральной мощности показал, что зависимость вызванных изменений спектральной мощности от типа стимула наблюдалась в тета1- и тета2-диапазонах и была наиболее выражена во фронтальных областях коры. Для других частотных диапазонов достоверной зависимости ВИСМ от экспериментального условия выявлено не было.

Тета1 (4—6 Гц). Визуальный анализ усредненной кривой ответа выявил резкое увеличение мощности на консонансный аккорд по

сравнению с диссонансным в нижнем тета-диапазоне в интервале 50—400 мс, достигающее максимума приблизительно к 200 мс с момента предъявления стимула, наиболее выраженное во фронтальных отделах коры для консонансных аккордов (рис. 1).

Дисперсионный анализ для отведений центральной линии выявил достоверное взаимодействие Отведение х ЭУ (Г'3>42 = 5.15; р = 0.018), подтверждающее большее увеличение ВИСМ при восприятии консонансных аккордов по сравнению с диссонансными во фронтальных отведениях. Дальнейшие локальные сравнения показали, что эффект экспериментального условия был достоверен лишь для Гг (р < 0.001) и наблюдался на уровне тенденции в отведении Сг (р = 0.09). Меж-полушарные ANOVA выявили достоверные различия, связанные с экспери

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»