5. Информационно-волновая природа музыки. Рефлекторно-резонансная теория.
Звуковая среда, окружающая человека в течение всей жизни, начинает действовать на него еще до рождения. А.А.Томатис, французский врач и музыкальный терапевт, подчеркивает роль органов слуха в антенатальный и постнатальный период: восприятие сердцебиения матери и звуков внешнего мира оказывает определенное влияние на процесс внутриутробного развития. Взрослые люди, даже относящиеся к музыке равнодушно, реагируют на ритмически организованные звуки на уровне импульсов ВНС.
Состояние организма, при котором обеспечивается максимальная адаптивность, В.П.Казначеев (1980) определяет как «норму здоровья», Р.М.Баевский (1991) – как функциональный оптимум, где здоровье понимается не как качество, а как процесс, которым можно управлять.
В этом случае внешнее воздействие на организм является управляющим сигналом, который подбирается таким образом, чтобы привести работу организма к норме. Внешняя система управления может вмешаться в функционирование любого из контуров организма. Такое вмешательство может быть воздействием либо на уровне обменных процессов с помощью определенного вещества, либо на уровне физиологических систем с помощью управляющих сигналов (физическая нагрузка, температурные воздействия и др.)
Особым типом воздействий в управлении организмом считается информационное воздействие, когда внешняя система управления выдает специальные управляющие смысловые сигналы, влияющие на изменение импульсации центральных или периферических нервных механизмов. К информационному типу относится, например, воздействие с помощью речи, имеющей смысловую окраску.
Музыкальное воздействие также представляет собой управляющий сигнал, оказывающий влияние на состояние организма. При рассмотрении возможностей музыки в плане ее влияния на экосистему и организм в целом выделяют определенные факторы: акустический, информационный, эстетический и полевой. В этом смысле музыка обладает такими возможностями, как стимуляция интеллектуальной деятельности и физических возможностей, с одной стороны, или повышение агрессивности, деформация характерологических свойств личности, разрушение социальных связей – с другой (McWhinney К., 1989 ; Юсфин А., 1990).
С точки зрения философии искусства, музыкальный предмет не физичен, не физиологичен, не психологичен, хотя не может иначе осуществиться, как только при помощи физического предмета музыки, ее физиологического воздействия на мозг и ее психологического переживания (Лосев А.Ф., 1927; Мазель Л.А., 1979). Слуховые впечатления психологически связываются с представлением о действии, движении, извлекающем звук. Эта активность слуховых впечатлений по сравнению со зрительными – одна из предпосылок сильного воздействия музыки.
Исследования последних десятилетий показали, что активизация головного мозга при прослушивании классических произведений сравнима с активизацией при высших формах интеллектуальной деятельности, таких, как работа с текстом, решение математических и шахматных задач. Однако некоторые течения и жанры популярной музыки («техно», «рейв», тяжелый рок) оказывают депрессивный эффект, усиливают эмоциональное напряжение и повышают уровень тревожности.
Известно, что все параметры и переменные организма человека изменяются во времени с разной скоростью. Это объясняется наличием в организме систем управления различной природы, имеющих разные управляющие сигналы: медленнодействующее вещественное управление – концентрация химических веществ и гормонов в крови; среднедействующее энергетическое – свет, звук; быстродействующее информационное – смысл слова, команды (Хутиев Т.В. и соавт., 1991).
Музыкальный звук объединяет свойства среднедействующих энергетических и быстродействующих информационных сигналов: исследователи отмечают при музыкальных воздействиях мгновенные физиологические реакции организма – кардиоваскулярные, гормональные, ментальные.
Музыкальные звуки, обладающие природой волновых колебаний, создают своеобразный язык, или систему информации, которая доступна пониманию человека на разных уровнях – как бессознательном, так и на уровне сознания. Исследования показали, что музыка является особой разновидностью языка. Как в речи понятие синтаксиса означает порядок правильного построения предложения, так и в музыке существует музыкальный синтаксис, объединяющий понятия музыкального мотива, фразы, предложения, периода и т.п.; и в речи, и в музыке перестановка информационных единиц – слов или нот – практически полностью меняет семантику произведения. В последнее время психоакустика пришла к выводу, что понимание музыки как языка или системы информации открывает новые возможности для изучения ее влияния на мозг.
Известно, что организм человека в качестве открытой системы обменивается с внешним миром веществом, энергией и информацией. С этой точки зрения организм – непрерывный поток воспринимаемой и передаваемой информации, сложная многоуровневая иерархическая колебательная система, где информационная составляющая каждой отдельной клетки влияет как на все остальные клетки, так и на организм в целом. В итоге образуется общеинтегрированная система, от состояния которой зависит конечный результат – здоровье или болезнь.
К разновидностям информации относят такие явления, как звук, цвет, запах, электромагнитное поле. Постоянный обмен подобной информацией происходит между живыми существами. Информация считается неизменным атрибутом как живой, так и неживой природы; информативна и неоднородность протекания процессов. Например, звуковая волна как чередование уплотнений в воздухе активно используется в живой природе в качестве носителя информации. Звук из воздуха, передаваясь на другой носитель (воду или твердое тело), создает волновые процессы и поля, которые, распространяясь на значительные расстояния, обеспечивают перенос информации.
Термин «информация», появившись в журналистике, постепенно получил широкое научное распространение, в том числе в биологии при изучении наследственности и механизмов управления в живых системах. В середине XX века проблемы передачи сигнала с минимальной потерей информации стали объектом исследований К.Э.Шеннона и Н.Винера, работавших в области математической теории связи, теории информации и кибернетики. Н.Винер предложил применять методы теории управления при моделировании гомеостатических систем. С точки зрения кибернетики, гомеостаз организма обеспечивается за счет управления внутренними параметрами системы на основе поступающей не ее вход переработки информации о состоянии внешней среды (Степанский Г.А., 1972).
Было показано, что информация не является ни материей, ни энергией, а обязательное ее качество – это полезность и новизна. Кибернетика связала информацию с управлением и выявила сходство законов управления в биологических системах с функционированием автоматических систем, также основанных на использовании информационных сигналов.
Известно высказывание Н.О.Лосского о том, что «материя производна от высшего бытия (то есть от информации), способного также производить другие виды действительности, кроме материи». Современные философы считают, что мировая информация как фундаментальный атрибут мира наряду с пространством и энергией едина и эволюционна, имеет иерархическую структуру, может копироваться и транслироваться посредством разнообразных материальных носителей. Вероятно, музыку мы можем отнести к области так называемой функциональной информации, – полезной оперативной информации, функционирующей в человеческом сообществе, – к которой относятся все сложные и сверхсложные информационные носители и которая действует в процессах, связанных с деятельностью человеческого мозга.
Информация является системой неоднородностей, и эволюция информации проявляется через чередование неоднородностей различного типа. В теории информации за единицу количества информации принимаются какие-либо неоднородности: точка – тире; единица – ноль; максимум – минимум амплитуды сигнала; в системе музыкальной информации это мажор – минор, единичный звук – аккорд, высокий – низкий уровень громкости и т.д.
В настоящее время широко изучаются механизмы функционирования нейронных сетей при прослушивании музыки. Недавние исследования показали, что высокоуровневые сенсорные нейроны, кодирующие звуковые стимулы, не поддаются описанию линейными моделями, поэтому при исследовании восприятия и кодирования звука слуховой системой человека необходим синергетический подход.
Исследователи, работающие в области синергетики, или теории самоорганизации (Пригожин И., 1991; Кузмин М.В., 1996; Штеренберг М.И., 2000; Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., 2001; Левич А.П., 2002; Кутимская М.А., 2004), описывают с единых позиций разные формы движения материи – физическую, биологическую, информационную – для решения задачи эффективного хранения, переработки, передачи и анализа больших информационных потоков.
Результаты исследований подтверждают, что события в самоорганизующихся системах развиваются не только во времени, но и в пространстве, при этом хаос на микроуровне может приводить к упорядоченности на макроуровне. В музыкальной же системе, где темпоральный (временной) элемент является одним из важнейших, все уровни обладают строгой упорядоченностью: от субмотива, являющегося наименьшей структурной единицей произведения, до крупных симфонических циклов, – что, возможно, является одной из причин гармонизирующего воздействия музыки на организм человека.
Вместо большого числа факторов, от которых зависит состояние системы (компонент вектора состояния), в синергетике рассматриваются немногочисленные параметры порядка, которым подчиняются компоненты вектора состояния системы. Другой важный принцип состоит в том, что обратная зависимость параметров порядка от компонент вектора состояния приводит к возникновению круговой причинности. С этих позиций по-новому рассматриваются процессы мышления и восприятия, в том числе речи и музыки, как процессы, совершающиеся и «внутри» человеческого мозга и «вовне», в пространстве коммуникации.
По определению Дж. фон Неймана, наиболее упорядоченной считается та система, состояние которой описывается наименьшим количеством информации. При описании музыкальных структур применяется выверенная система информационных единиц, к которым относятся темпоритм, ладогармоническая и тембровая организация, фактура, динамика.
Синергетика, изменяя отношение к маргинальным линиям развития науки и культуры, или так называемым «тупикам» развития, предлагает по аналогии с буддийским образом сознания-сокровищницы образ науки-сокровищницы, в которой остаются как неуничтожимый фон реликты прошлого (Князева Е.Н., 1994). Вероятно, эту аналогию можно продолжить и в отношении музыкальной системы как сокровищницы невербальных информационных единиц, носителей позитивного смысла, которые, оставаясь неизменными в разные временные периоды, в условиях различных культур и стилей, сохраняют потенциал гармонизирующего воздействия.
Исследователи утверждают, что информация в природе не исчезает, а лишь депонируется до востребования. Формулы музыкального языка, как единицы информации, накапливаемые человеком с детства, не исчезают из памяти, но депонируются и могут быть востребованы в различные периоды жизни. С этой точки зрения понятны высокая популярность и неизменный терапевтический эффект музыки стиля «ретро» у людей разных поколений.
В сложных управляющих системах выделяют два варианта воздействий: селективные (например, нервная система, информационные сети) и безадресные (гуморальная система, средства массовой информации). Управляющий звуковой сигнал можно отнести к селективному типу воздействия в случае направленной коррекции функционального состояния пациента, когда музыкальное воздействие соотносится с его психофизиологическими особенностями. Примером безадресного типа звукового сигнала может служить фоновая музыка, применяемая в магазинах, на предприятиях, на транспорте и т.п.
Управление осуществляется путем прямого или опосредованного вмешательства в структуру управляемого объекта. Информационное вмешательство является прямым, так как целенаправленно изменяет программы поведения объекта, навязывая ему некоторый образ действий. Музыка обладает значительным потенциалом подобного вмешательства в психофизиологическое состояние человека. Например, свойства маршевой музыки и хорового пения активно используются с целью манипуляции поведением людей, навязывая определенный эмоциональный тонус и двигательные реакции.
При получении сигнальной информации получатель сигнала должен иметь память, достаточный тезаурус, чтобы смысл переданной информации был понятен (Шрейдер Ю.А., 1965). Любая сигнальная система управления, в том числе и музыка, подразумевает существование памяти, где уже есть «образ» сигнала и программы реагирования на него. При воздействии на человека сложно организованной музыкальной структуры ему необходим определенный объем слуховой памяти и достаточный слуховой опыт, чтобы расшифровать полученную информацию и извлечь акустический и эстетический смысл.
Примером того, что звуковой сигнал является средством запуска определенных программ поведения, могут служить реакции человека на музыкальное воздействие. Основными типами реакций считаются коммуникативные (пение, выкрики, смех, плач), двигательные (ритмичные движения, танцы), физиологические (изменения артериального давления и частоты сердечных сокращений), сенситивные (возбуждение, эмоциональный отклик, сопереживание).
В сенсорных системах информация кодируется, превращается в сигнал. Получая сигналы от нейронов-детекторов, мозг формирует образ раздражителя и, сравнивая его с образами, хранящимися в памяти, производит распознавание образов. Это позволяет активно применять в музыкальной терапии приемы эмоционально-акустического кодирования, основанные на свойствах музыкальных ладов, движения мелодии, интервалов и аккордов, обертоновой структуры тембров. Для традиции европейского музыкального мышления характерна, как правило, однотипная реакция на определенные средства музыкальной выразительности: на мажорное наклонение человек чаще реагирует появлением чувства радости и оживления, на интервал восходящей кварты – приподнятостью, на диссонирующий аккорд – ощущением дискомфорта, на нисходящее движение мелодии – успокоением и расслаблением и т.д.
Волновая природа музыкального звука определяется тем, что понятие «звук» как ряд звуковых колебаний, воспринимаемых слуховой системой человека, тесно связано с понятием «волна». Волной принято называть изменение состояния среды, возмущение, распространяющееся в ней и несущее с собой энергию.
Рис. 12. Колебания сложной формы (верхняя кривая) и двенадцать его частотных составляющих: 1 – основная частота, 2-12 – обертоны.
Звуковая волна (рис. 12) – это передающиеся в пространстве механические колебания молекул вещества, например, воздуха. Источник звука – тело, создающее возмущение, например, струна, – вызывает движение и колебания воздуха в определенной точке пространства, в результате чего возникает избыточное давление, толкающее окружающие слои воздуха. Эти слои сжимаются, вновь создавая избыточное давление, влияющее на соседние слои воздуха, что и обеспечивает передачу первоначального возмущения в пространстве из одной точки в другую. Так как независимо от природы волны перенос энергии осуществляется без переноса вещества, звук (носитель информации посредством распространения колебаний воздуха) не сопровождается переносом вещества («ветром»).
С точки зрения синергетики, колебательные процессы могут являться ключом к разгадке некоторых свойств живых существ: сложных биологических часов, транскрипции ДНК, процессов в мускулах. Проявления хаотической динамики в физике, биологии и музыке являются предметом изучения теории сложных систем (Куперин Ю.А., Буслов В.А., 1988). Методы моделирования нейронных сетей используются не только для управления проведением физических экспериментов, для решения задач распознавания и классификации образов, но и для выявления закономерностей и прогнозирования временных рядов в области аранжировки и гармонизации музыкальных произведений (Письмак Ю.М., 2006).
Эффект резонанса, связанный с волновым движением, заключается в значительном усилении амплитуды при наложении нескольких колебаний с одинаковой частотой. Звуковая волна, создаваемая некоторым колеблющимся телом, распространяясь в пространстве, может переносить энергию колебаний другому телу (резонатору), которое имеет равную частоте звуковой волны частоту собственных колебаний и изменяет свои характеристики в результате поглощения этой энергии.
Частота звука относится к биологически активным и очень важным параметрам воздействия, так как организм представляет собой сложную колебательную систему со своими частотами на разных иерерхических уровнях (Гаркави Л.Х., 1999). Выдвинута гипотеза, что определенные резонансные частоты являются теми управляющими кодами, которые способны вмешиваться в деятельность человеческого организма на разных иерархических уровнях, в том числе влиять на геном человека (Тараканов О.П. и соавт., 1995).
В теории информации наиболее существенной считается не интенсивность управляющего воздействия, а его топологическая конфигурация, симметричная «архитектура». Наиболее эффективными являются слабые, но правильно организованные резонансные воздействия на сложные системы, результатом которых становятся сильные ответные реакции. Резонансное возбуждение определяется как воздействие, согласованное с внутренними свойствами нелинейной системы и сильно влияющее на нее.
С.В.Шушарджан выдвинул и обосновал рефлекторно-резонансную теорию музыкальной терапии (2005), согласно которой акустические сигналы могут оказывать прямое воздействие на биологические системы любого уровня. На основании исследований он показал, что психосоматические эффекты от воздействия музыкой могут быть обусловлены прямыми акустико-резонансными откликами со стороны клеток, органов и систем.
В ряде экспериментов осуществлялось, минуя слух, прямое контактное акустическое воздействие на кожу, в проекциях контрольных точек измерения классических меридианов, на которые через микро-наушники транслировались различные оркестровые музыкальные пьесы в течение 5 минут. С помощью аппаратных замеров до и после воздействий было выявлено, что контактная музыкально-акустическая трансляция существенно влияет на электропроводность точек акупунктуры: при этом мажорные тональности и быстрый темп музыки, как правило, повышали значения электропроводности, а минорные тональности в медленном темпе снижали их.
В последующей серии исследований было установлено, что и дистантные музыкальноакустические воздействия в виде прослушивания музыкальнотерапевтических программ изменяют состояние точек акупунктуры.
Различные музыкальные тембры оказывают избирательное влияние на органы и системы (С.В.Шушарджан, А.М. Василенко, 1993; С.В. Шушарджан, 1998). Тембры скрипки, фортепиано, виолончели влияют на нервную и сердечно-сосудистую систему, гобоя и кларнета – на функцию печени. Инструментальные исследования подтвердили, что при слушании музыки, игре на разных инструментах, пении во внутренних органах возникают особого рода вибрации. При направленном воздействии музыкой, пением орган приходит в состояние максимальной вибрации, то есть возникает эффект резонанса. Результатом такого воздействия становится укрепление иммунной системы, улучшение обмена веществ, активизация противовоспалительных процессов.
Определено, что прямые воздействия музыкой на кровь больных гипертонической болезнью вызывают корригирующий эффект на свертывающую систему крови, в частности, нормализуют повышенный протромбиновый индекс. В экспериментах по прямому воздействию музыки на культуры опухолевых клеток (меланома линии BR) были выявлены реакции активизации и торможения роста в зависимости от типа воздействия. Аналогичные эксперименты по прямому музыкально-акустическому воздействию были проведены с культурой стафилококков и кишечной палочки. Установлено, что акустические воздействия программой, составленной из классических произведений, в течение 60 минут вызвали сокращение культуры стафилококков на 12%, а культуры кишечной палочки – на 32% по сравнению с контролем (С.В.Шушарджан,1999, 2000).
В соответствии с положениями рефлекторно-резонансной теории лечебно-оздоровительные эффекты музыкальной терапии обусловлены четырьмя основными компонентами (рис. 13):
1. Слуховым, запускающим психоэмоциональные реакции с помощью акустико-моторных рефлексов;
2. вибротактильным, активизирующим противоболевую активность через виброрецепторы (тельца Паччини) при частотах акустических воздействий до 200 Гц;
3. акупунктурно-меридиональным, регулирующим активность органов и систем;
4. биорезонансным, прямо влияющим на активность органов и клеток.
Рис. 13. Компоненты комплексной акустико-реактивной системы организма (Шушарджан С.В., 2005)
С.В.Шушарджан сформулировал следующие основные положения рефлекторно-резонансной теории музыкальной терапии:
Музыка и простые акустические сигналы в диапазоне 16 - 20000 Гц оказывают на организм сложное психосоматическое воздействие.
Воспринимаются звуковые воздействия через акустико-реактивную систему организма – сложный биофункциональный комплекс, включающий слуховой анализатор, виброрецепторы, акупунктурные микросистемы, а также органы и ткани.
В основе механизмов акустических воздействий на организм и возникающих эффектов лежат комплексные рефлекторные психофизиологические реакции, а также прямые резонансные отклики на полевые воздействия со стороны чувствительных к звукам функциональных систем.
Таким образом, в рефлекторно-резонансной теории был учтен и опыт традиционной медицины, и результаты современных исследований, включая самые последние данные. Подобный синтез восточных и западных подходов в медицинской науке дает более целостное представление о сложных биологических процессах, включая реакции организма человека на музыкально-акустические воздействия.