Канадские ученые с помощью фМРТ-эксперимента показали, что музыкальные произведения способны вызывать «ошибку предсказанной награды» — активность прилежащего ядра, которая возникает, когда получение вознаграждения оказывается для человека неожиданным. Для этого ученые использовали хоралы Баха, которые с разной вероятностью кончались либо гармонично, либо в диссонансе. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Прогнозирование событий — один из важнейших факторов эффективного обучения. К примеру, ребенок, который услышал от родителей, что на улице холодно и нужно надеть теплую одежду, поймет, что они были правы, как только окажется на улице — и начнет связывать холодную погоду с необходимостью носить теплые вещи. С другой стороны, в случае, если на улице не так холодно, он также поймет, что и теплую одежду надевать необязательно, и от каких факторов это может зависеть (к примеру, отсутствия ветра). Концептуальная система ребенка выстроится таким образом, что он сможет эффективно определять комфортную для себя температуру и в будущем научится одеваться по погоде.
Также прогнозирование важно и в рамках работы системы вознаграждения: получение вознаграждения без его ожидания и отсутствие его ожидаемого получения регулируют работу системы вознаграждения по-разному. Проверить, как ожидаемое получение вознаграждения влияет на субъективное восприятие музыки решили канадские ученые под руководством Роберта Заторре (Robert Zatorre) из Университета Макгилла.
Система вознаграждения тесно связана с обучением с подкреплением таким образом, что успешное обучение приводит к получению награды, а ошибка — к получению наказания. Оценить реакцию на получение вознаграждения в сравнении с ожиданием (также такая реакция известна как «ошибка предсказанной награды» или reward prediction error) можно, изучив активность прилежащего ядра — структуры мозга, которая получает проекции дофаминергических нейронов.
В своем эксперименте авторы работы просили добровольцев (всего в исследовании поучаствовали 23 человека) выбирать синий и желтый цвета. После этого с одинаковой вероятностью включался хорал Баха определенно тембра. Через несколько секунд участникам предлагалось выбрать направление — право или лево — после чего с определенной вероятностью звучало либо гармоничное окончание произведения, либо окончание в диссонансе (каждая нота была ниже или выше оригинала). Поведенческий тест, проведенный до начала фМРТ-эксперимента, показал, что больше участники предпочитают гармоничные окончания произведений.
Ученые выяснили, что неожиданно приятные для участников окончания произведений (то есть те, которые появляются с вероятностью, не соответствующей той, которую они ожидали) активируют прилежащее ядро сильнее. Более того, повышенная активация прилежащего ядра в этой ситуации приводила к тому, что участники стали лучше выбирать те цвета и направления, которые приводили к появлению гармоничного окончания музыкальных произведений.
Авторы работы пришли к выводу, что музыка как стимул, влияющий на систему вознаграждения головного мозга, работает таким же образом, как и другие, биологические стимулы: к примеру, еда, вода и секс. В будущем это исследование может помочь подробнее изучить роль эстетического удовольствия в процессе не только работы системы вознаграждения, но и связанного с ним обучения с подкреплением, и даже разработать специальные терапевтические и педагогические методики.
Лаборатория Роберта Заторре часто проводит исследования влияния музыки на человеческое восприятие. В частности, недавнее исследование, проведенное с участием ученого, показало, что удовольствие от прослушивания музыки может быть изменено фармакологической регуляцией нейромедиатора дофамина.
Елизавета Ивтушок