Ученые описали «нейрональный метроном»: вот как мы запоминаем музыку

Американские ученые создали математическую модель сети нейронов и показали, как мозг реагирует и запоминает музыкальные ритмы. С помощью этой модели Амитабха Бозе из Технологического института Нью-Джерси и Джон Ринзел из Нью-Йоркского университета продемонстрировали нейрональные процессы, лежащие в основе способности запоминать ритм и сохранять его после остановки музыки.

Музыка состоит из множества компонентов, которые обрабатываются различными зонами мозга. Её можно использовать для управления настроением, помощи при психиатрических заболеваниях и допросах террористов. В Европе десять школ участвуют в пилотном проекте, где занятия музыкой используются для изучения таких предметов, как математика и физика. Современные исследования детально описывают, какие области активируются при прослушивании музыки, но сам механизм работы с ритмом оставался неизвестным.

Чтобы изучить механизм восприятия музыки, ученые построили математическую модель группы нейронов. Модель демонстрирует, как сеть нейронов оценивает длительность музыкальных интервалов с точностью до десятков миллисекунд и работает в качестве «нейронального метронома». Этот метроном использует для отслеживания времени гамма-ритмы головного мозга, идущие на частоте от 30 до 100 Гц. Эти ритмы обычно связывают с задачами, требующими максимально сосредоточенного внимания.

Исследователи планируют проверить свою модель с помощью реальных психоакустических экспериментов и электроэнцефалограммных (ЭЭГ) тестов. Эти эксперименты покажут, насколько точно модель отражает реальные нейрональные механизмы.

«На примере музыкальных ритмов наши результаты объясняют, как мозг обрабатывает предшествующее знание, чтобы сделать предсказания о предстоящих событиях», — говорит Бозе. Новая модель может помочь в понимании условий, когда способность оценивать время ухудшается.