Валентин Урбан: aby se napít, známky a extáze Голосов: 1 Адрес блога: http://dubva1.livejournal.com/ Добавлен: 2008-08-04 10:21:30 блограйдером pinker

Музыкальные механизмы

2011-11-24 20:07:02 (читать в оригинале)

Чувство музыкальной гармонии связано с появлением постоянных паттернов активности нейронов мозга: диссонансные звуки делают только хаос.







Если у вас под рукою есть пианино – нажмите нотку до. Отсчитайте вторую от нее вправо и нажмите ми. Простой мажорный аккорд: слух безошибочно выяснит гармоничность этого сочетания, даже у тех людей, кому, как говорится, медведь на ухо наступил. Гармоничность сочетания тонов определяется отношением частот соответственных звуковых колебаний. Частоты в гармонических аккордах соотносятся ординарными дробями – скажем, 2:1 для октавы, 3:2 для квинты, 5:4 для терции. У диссонансных аккордов дроби посложнее – такие, как 16:15 либо 45:32. Но что позволяет уху различать эти математические тонкости?


Увлекательное и логичное разъяснение этому предлагает обычная модель, сделанная Александром Дубковым и Юрием Ушаковым из Нижегородского института вместе с итальянским биофизиком Бернардо Спаньоло (Bernardo Spagnolo). Начать стоит с того, что звуковая волна принуждает колебаться барабанную перепонку, чьи вибрации через систему мелких косточек передаются воды, заполняющей улитку внутреннего уха. Это, в свою очередь, делает колебания базилярной мембраны, при этом низкие частоты попадают в мембрану поглубже и вызывают резонансные колебания частей, более близких к основанию мембраны, тогда как высочайшие частоты ограничиваются частями поближе к краям. Совместно с мембраной вибрируют и расположенные на ней волосковые клеточки, стимулируя возбуждение нейронов слухового нерва. Только после чего сигнал поступает в мозг.


Сделанная учеными модель взаимодействия мембраны внутреннего уха, нейронов слухового нерва и нейронов мозга, очевидно, очень облегчена. В ней употребляется всего два «сенсорных» нейрона, расположенных на различных участках базилярной мембраны (и, как следует, реагирующих на колебания различных частот), плюс 3-ий нейрон, объединяющий сигналы с их воедино. Работа всех 3-х нейронов представлялась в рамках очень реалистичной слабенькой модели «объединяй и включайся» (Leaky ‘Integrate and Fire’): входящий стимул приводит к росту различия потенциалов по сторонам мембраны клеточки, пока не достигнет критичного уровня и не «выстрелит» сигналом, в итоге чего напряжение ворачивается к базисному уровню, и клеточка готова опять копить входящие сигналы.


Пристально проанализировав особенности получившейся модели, создатели увидели очень элегантную закономерность: если два входящих нейрона реагируют на гармонически сочетающиеся тона, разрядка объединяющего их сигналы нейрона происходит постоянными «выстрелами», с отлично выраженными пиками и точной периодичностью. Если же аккорд негармоничен, итог работы третьего нейрона становится неупорядочен, энтропия его сигнала вырастает, он становится практически беспорядочен. Недаром одним из антонимов «хаосу» – «гармония».




По публикации ScienceNOW