Учёные впервые показали нейроактивность пианиста во время концерта

Исследователи впервые продемонстрировали, как работает мозг профессионального пианиста в момент исполнения классических произведений. Эксперимент позволил получить визуализацию нейронной активности практически в реальном времени и стал значительным шагом вперёд для нейронауки.

Пианист Николас Наморадзе, имеющий подготовку в области нейропсихологии, реализовал проект совместно с командой Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Во время концертного выступления над сценой отображалась полупрозрачная трёхмерная модель его мозга. Электрические сигналы, регистрируемые специальным оборудованием, визуализировались в виде цветовых волн, меняющихся в зависимости от музыкального материала.

Исполнение произведений разных композиторов сопровождалось отличающимися паттернами активности. Музыка Дебюсси вызывала плавные, распространяющиеся волны сигналов, тогда как произведения Баха демонстрировали более чёткое взаимодействие между различными зонами мозга. Во время игры Бетховена активнее работали области, связанные с планированием и моторным контролем. Для зрителей это выглядело как технологичное арт-шоу, а для научного сообщества — как уникальная возможность наблюдать работу мозга музыканта в естественных условиях.

Изучение нейрофизиологии исполнителей долгое время оставалось сложной задачей. Функциональная магнитно-резонансная томография требует полной неподвижности, что исключает возможность полноценной игры на инструменте. Электроэнцефалография позволяет регистрировать сигналы во время движения, однако для получения достоверных данных необходимо многократное воспроизведение абсолютно идентичного исполнения.

Решение было найдено с использованием рояля Steinway Spirio, способного воспроизводить игру с высокой точностью. Сначала музыкант записал программу, а затем неоднократно исполнял её, синхронизируясь с автоматическим воспроизведением. Такой подход обеспечил исключительную точность совпадения движений и позволил собрать данные высокой чистоты. По оценке нейробиолога Теодора Занто, это одно из наиболее детализированных представлений о нейронной активности во время фортепианного исполнения.

Проект имеет важное значение для науки о мозге. Музыкальная деятельность объединяет сразу несколько когнитивных систем: восприятие, память, двигательную координацию, внимание, эмоциональную обработку и прогнозирование ритмической структуры. Ранее исследователи чаще изучали реакцию слушателей, тогда как мозг исполнителя оставался в тени. Новый формат эксперимента позволил музыканту стать полноценным участником научного процесса.

Во время исполнения произведений Скрябина специалисты зафиксировали повышенную активность в затылочных отделах, отвечающих за обработку зрительной информации. Предполагается, что это может быть связано с феноменом синестезии, при котором звуки ассоциируются с цветами. Однако данное наблюдение требует дополнительной проверки на других исполнителях.

В дальнейшем исследователи планируют расширить визуализацию и создать систему, условно названную «Glass Body», которая позволит одновременно отображать работу мозга, сердечно-сосудистой системы, мышц и других физиологических процессов во время концерта. Такой подход может приблизить науку к пониманию того, каким образом мыслительный процесс преобразуется в музыкальное звучание и как организм человека в целом участвует в создании искусства.

Читайте также: