различия в магнитных свойствах, которые, в свою очередь, могут рассказать нам о том, куда в организме поступает кровь в любой конкретный момент. Интересно, что исследования по разработке первых МРТ-сканеров вела британская компания EMI и финансировались они в значительной степени из прибыли от продажи пластинок The Beatles, так что песню «I Want to Hold Your Hand» («Я хочу держать себя за руку») вполне можно было бы назвать «Я хочу сканировать твой мозг». Так как нейронам для выживания необходим кислород, а кровь переносит насыщенный кислородом гемоглобин, мы можем отследить ее ток в мозге. Мы исходим из предположения, что активирующимся нейронам нужно больше кислорода, чем тем, которые находятся в состоянии покоя, и поэтому в областях мозга, участвующих в решении конкретной когнитивной задачи, в данный момент кровоток будет сильнее всего. Когда мы используем аппарат МРТ таким образом, чтобы изучать функции отдельных областей мозга, эта технология называется функциональной МРТ, или фМРТ.

Изображения, полученные с помощью фМРТ, позволяют увидеть живой функционирующий человеческий мозг в процессе мышления. Если вы будете представлять, как тренируете подачу в теннисе, мы сможем отследить, как кровь движется вверх к моторной коре, а благодаря высокому пространственному разрешению фМРТ мы увидим, что активна именно часть моторной коры, отвечающая за движения руки. Затем, если вы станете решать математическую задачу, кровь начнет движение к лобным долям, и в частности к областям, которые ассоциируются с решением арифметических задач, так что на фМРТ мы увидим это движение и в конечном итоге обнаружим приток крови в лобных долях.

Сможем ли мы благодаря этой науке Франкенштейна, которую я только что описал, — науке визуализации работы мозга — когда-нибудь прочитать чужие мысли? Рад сообщить: вероятно, не сможем, и уж точно не сможем в обозримом будущем[13]. Причина в том, что у мыслей слишком сложная структура и они задействуют слишком много областей мозга. Наблюдая за фМРТ, я способен сказать, что вы слушаете музыку, а не смотрите немое кино, но я пока не в силах определить, что звучит у вас в голове — хип-хоп или григорианский хорал, не говоря уже о том, какую конкретную песню вы слушаете или какую конкретную мысль обдумываете.

Благодаря высокому пространственному разрешению фМРТ можно с точностью до пары миллиметров определить, где именно в мозге происходит что-либо. Проблема, однако, заключается в том, что временнóе разрешение у фМРТ не особенно хорошее — из-за того, что для перераспределения крови требуется достаточно много времени и оно происходит с так называемым гемодинамическим отставанием. Однако другие ученые уже исследовали это когда музыкального синтаксиса, или музыкальной структуры. Мы же хотели узнать, где он обрабатывается и, в частности, входят ли в это где области, известные как речевые центры. И мы увидели именно то, что ожидали. Прослушивание музыки и внимание к ее синтаксическим особенностям — к ее структуре — активируют определенную область лобной коры слева, называемую орбитальной и относящуюся к полю Бродмана 47. Область, которую мы обнаружили в своем исследовании, частично совпадала с уже изученными центрами обработки языка, но захватывала и некоторые уникальные зоны. Помимо активации в левом полушарии, мы также обнаружили активацию в аналогичной области правого полушария. Это говорит о том, что внимание к структуре в музыке требует участия обеих половин мозга, тогда как внимание к структуре в языке задействует только левую половину.

Но удивительнее всего то, что области левого полушария, которые, как мы обнаружили, участвуют в определении музыкальной структуры, оказались теми же, что активируются у глухих людей во время общения на языке жестов. Это говорит о том, что область мозга, которую мы идентифицировали, не просто обрабатывает последовательность аккордов в музыке или предложение в речи и делает вывод о том, есть ли в них какой-то смысл. Оказалось, что она еще и реагирует на визуальную информацию, например на последовательность слов, воспроизведенных с помощью американского жестового языка. Мы нашли доказательства существования такой области мозга, которая обрабатывает структуру в целом, при том что эта структура передается во времени. Несмотря на то что данные туда поступают из различных популяций нейронов, а данные оттуда передаются через различные сети, она постоянно участвует в решении любых задач, связанных с организацией информации во времени.

Нейрональная основа восприятия музыки стала понятнее. Все звуки начинаются с барабанной перепонки. Они сразу разделяются по высоте. Потом, вероятно, речь и музыка расходятся — каждая обрабатывается по своей схеме. Речевые схемы раскладывают звуковой сигнал на отдельные фонемы — согласные и гласные звуки, из которых состоит наша фонетическая система. Музыкальные схемы раскладывают звуковой сигнал по разным характеристикам и отдельно анализируют высоту звука, тембр, контур и ритм. Выходы от нейронов, выполняющих эти задачи, поступают в области лобной доли, которые собирают всю информацию воедино и определяют, есть ли во временнóй последовательности какая-либо структура или порядок. Лобные доли обращаются к нашему гиппокампу и областям височной доли и запрашивают информацию из банков памяти, которая может помочь понять полученный сигнал. Слышали ли мы эту конкретную последовательность раньше? Если да, то когда? И что она значит? Является ли она частью большей последовательности, которая разворачивается перед нами прямо сейчас?

Итак, мы разобрались в нейробиологии музыкальных структур и ожиданий. Теперь готовы приступить к изучению механизмов мозга, лежащих в основе эмоций и памяти.

5. Ты знаешь имя, найдешь и номер. Как мы классифицируем музыку

Одно из моих самых ранних воспоминаний, связанных с музыкой, — как я в три года лежу на полу под семейным роялем, на котором играет мама. Я устроился на пушистом зеленом шерстяном ковре, надо мной рояль, и вижу я только, как мамины ноги нажимают на педали, а звук полностью поглощает меня! Он повсюду, он ощущается вибрацией в полу и у меня в теле, низкие ноты — справа, а высокие — слева. Громкие, плотные аккорды Бетховена, вихрь танцевальных акробатических нот Шопена, строгие, почти милитаристские ритмы Шумана, немца, соотечественника моей матери. В этих — самых первых — воспоминаниях о музыке я в трансе, и ощущения от звуков уносят меня туда, где я никогда не был. И мне кажется, что, пока играет музыка, время останавливается.

Чем воспоминания о музыке отличаются от других? Почему она может пробудить перед нашим внутренним взором образы, которые казались навсегда забытыми и утраченными? Как ожидания приводят к переживанию эмоций? И как мы узнаем песни, которые уже слышали?

Распознавание мелодий включает ряд сложных нейронных вычислений, задействующих память. Для этого мозгу необходимо игнорировать определенные особенности