При внимательном прослушивании рассказов у людей синхронизировалось сердцебиение
Ученые показали, что синхронизация сердечного ритма между людьми свидетельствует о сознательной обработке информации, во всяком случае во время обработки информации, подаваемой на слух. К этим выводам ученые пришли после того, как получили результаты четырех экспериментов, в которых в общей сложности участвовали почти сто здоровых респондентов и 19 пациентов с нарушениями сознания. Эти испытания показали, что синхронизация сердечного ритма между людьми снижается, когда они отвлекаются от повествования, а более высокая корреляция сердечных сокращений предсказывает лучшее запоминание услышанного. При этом у пациентов с нарушениями сознания показатель синхронизации сердечного ритма был ниже, чем у здоровых людей. Статья опубликована в журнале Cell Reports.
Известно, что физическая активность естественным образом увеличивает частоту сердечных сокращений, но, кроме того, даже мысли о физической активности аналогично влияют на этот показатель. Точно также умственные упражнения, например, медитация, могут снизить частоту сердечных сокращений. А еще мы знаем, что ожидание и удивление могут временно увеличивать сердечный ритм. По мнению ученых, скорее всего, подобные воздействия разума на сердце необходимы для подготовки тела к действию.
Но, интересно, что эти показатели не только изменяются, но и синхронизируются между людьми во время переживания ими схожего совместного опыта, а точнее — при физическом и социальном взаимодействии или хотя бы в момент, когда люди присутствуют в одно и то же время в одном и том же месте. Однако одновременный опыт не является решающим для синхронизации: несколько недавних исследований сообщают о корреляции колебаний частоты сердечных сокращений у людей, которые в разное время смотрели один и тот же фильм, и ученые полагают, что это обусловлено переживанием схожих эмоций, вызванных фильмом. Но неизвестно только ли с переживанием общих эмоций связана, если связана, синхронизация ритмов, или же и другие компоненты состояния человека влияют на этот процесс.
Частично восполнили это недостаток данных Паулина Перес (Pauline Perez) из Парижского института мозга и ее коллеги. Они провели четыре эксперимента, во время которых записывали у слушающих небольшие рассказы и истории людей электрокардиограммы.
Целью первого эксперимента было определить, вызывает ли воспринимаемый на слух рассказ синхронные колебания сердечного ритма у здоровых людей. Для этого 27 участников слушали минутные фрагменты аудиокниги Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой». И, как и ожидалось, исследователи отметили синхронизацию сердечных ритмов между участниками, а статистически значимой она была для 17 испытуемых.
Во втором эксперименте авторы выяснили роль внимания в этом процессе. Они предположили, что если частота сердечных сокращений модулируется сознательной обработкой информации, то, следовательно, зависит от концентрации внимания. И проверили это предположение во втором эксперименте на видеоматериале: здесь 27 студентов из Нью-Йорка сначала смотрели пятиминутные видео, а во второй раз во время просмотра этих же роликов они в уме отнимали по семь от случайного числа, например, 100 минус 7, затем 93 минус 7, 86 минус 7 и далее до меньшего положительного результата. Оказалось, что у всех участников, кроме одного, синхронизация сердечного ритма с другими снизилась, когда они отвлеклись от содержания ролика.
В третьем испытании 21 здоровый участник из Франции слушали четыре детских рассказа продолжительностью 8-11 минут, но два из них в состоянии отвлечения внимания. Снова, как и в предыдущем эксперименте, у 13 участников этого синхронизация сердечного ритма с другими статистически значимо снижалась, когда они отвлекались от повествования. А так как концентрация внимания, как правило, предсказывает и лучшее запоминание, то после прослушивания участники вспоминали фактические детали этих рассказов, например, как звали главных героев. И результаты припоминания показали, что более высокая корреляция сердечных сокращений предсказывает лучшее запоминание услышанного.
Обобщая эти данные, авторы сделали вывод, что синхронизация сердечного ритма между людьми при восприятии одной и той же аудио и видео информации, вероятно, свидетельствует о сознательной обработке повествования. И в подтверждении этого провели четвертый эксперимент, в котором приняли участие 24 здоровых участника и 19 пациентов с такими нарушениями сознания (в основном в результате поражения головного мозга), как кома, вегетативное состояние / синдром неотзывчивого бодрствования, состояние минимального сознания. Пациенты и здоровые испытуемые слушали через наушники 10-минутный детский рассказ. Оказалось, что у пациентов с нарушениями сознания показатель синхронизации сердечного ритма был ниже, чем у здоровых людей. При этом у пациентов не было обнаружено значимой корреляции между синхронизацией частоты сердечных сокращений (ЧСС) и состоянием сознания или между синхронизацией ЧСС и восстановлением комы. Но авторы обнаружили статистически значимую корреляцию между синхронизацией ЧСС и индексом фракционной анизотропии (анатомической мерой целостности серого и белого вещества мозга), а также не значимую статистически связь между улучшением синхронизации ЧСС и состоянием сознания.
На основе этих данных авторы заключили, что колебания частоты сердечных сокращений частично вызваны сознательной обработкой, зависят от состояния внимания и могут представлять собой простой показатель для оценки состояния сознания у неотзывчивых пациентов. А для тех, кто не переживает опыт нарушения сознание, ЧСС также могут важным инструментом, но не в качестве показателя оценки состояния сознания, а для снижения тревожности в стрессовой ситуации. Это подтвердили британские ученые, которые разработали устройство, подающее на запястье схожие с пульсом механические импульсы.
Екатерина Рощина
Музыкальные ритмы были эффективны и для типично развивающихся детей, и для детей с задержкой речевого развития
Музыкальные ритмы помогли франкоговорящим детям повторить услышанные фразы, даже грамматически сложные. Причем все дети делали меньше грамматических ошибок, когда перед фразой слышали регулярные ритмы, и больше, если слышали нерегулярные ритмы. От регулярных ритмов нерегулярные отличаются тем, что в них не выделяется сильный удар (сильная доля), на слух их рисунок кажется неупорядоченным, неустойчивым и непривычным. Статья опубликована в журнале npj Science of Learning. Известно, что у детей с музыкальным образованием к 10-11 годам на ЭЭГ отмечается компонент мозговой активности, который возникает в ответ на грамматические ошибки. А у детей того же возраста, но без музыкального образования, такой реакции нет. Также есть исследования, согласно которым лучше с повторением сложных грамматических конструкций справляются те шестилетние дети, которые имеют более высокие способности к восприятию музыкальных ритмов, чем их сверстники. Исходя из этих данных возникло предположение, что музыка (и музыкальный ритм в частности) могут влиять на последующую обработку речи. Ряд работ подтвердил это для детей с типичным развитием и нарушениями речи. Кроме того, эти исследования показали, что, слушая музыку, дети лучше справляются с пониманием смысла слов или речевых оборотов, а слушая только ритм (грубо говоря, только партию ударных) — с составлением грамматически верных предложений. Тем не менее большинство таких исследований сравнительно небольшие, особенно те, которые посвящены детям с нарушениями речи. Также такие исследования, как правило, проводятся с носителями одного языка, а для подтверждения необходимо повторять эти результаты и с носителями других языков. Поэтому подобные исследования продолжаются. Анна Фивеш (Anna Fiveash) из Лионского университета и ее коллеги провели небольшое исследование, в котором участвовали 33 франкоговорящих ребенка (5-13 лет). Из них 18 детей — с типичным развитием (11 девочек, 7 мальчиков), и 15 детей, у которых были диагностированы нарушения речевого развития (7 девочек, 8 мальчиков). Круг этих нарушений иначе называют специфическими расстройствами развития речи, задержкой речевого развития или дисфазией развития. Такие расстройства дают о себе знать на первых этапах развития речи, без периода ее нормального развития. При этом у детей с задержкой развития речи нет проблем со слухом. Также они не страдают другими заболеваниями, в рамках которых возникают речевые трудности, и растут в подходящих для нормального развития речи условиях. В первый день эксперимента дети слушали через наушники музыкальные ритмы длиной в 32 секунды. Вслед за ритмом проигрывалось шесть фраз, и ребенок повторял каждую фразу сразу после того, как она была произнесена. Всего дети услышали шесть ритмов и, соответственно, 36 фраз. Прослушать все шесть записей ритмов можно тут. Все фразы, которые слышали участники, состояли из одного предложения. Но только двенадцать из них были простыми предложениями, например, «Дети играли в парке». Еще двенадцать предложений с определительными придаточными, в которых определяемое слово выступает в роли субъекта: «Это та женщина, которая видела Фрэнка на улице». И последние двенадцать предложений с определительными придаточными, в которых определяемое слово выполняет роль объекта: «Это тот кот, которого вчера спрятал Том». И, соответственно, после каждого ритма дети слышали по два предложения из каждой категории. Прослушать записи всех фраз можно тут. Повторяя фразы, дети старались сделать это как можно точнее. Если им удавалось, они получали один балл. Если нет, то полбалла, когда они совершали грамматические ошибки, которые не нарушали основной структуры предложения — например, путали времена глаголов, использовали неподходящий предлог. И ноль баллов при изменении структуры предложений — например, при замене одной формы придаточного предложения другой. Сами дети о правильности выполнения задания узнавали с помощью бегунка, который сдвигался в ту или другую сторону в зависимости от верного или ошибочного ответа. Во второй день эксперимента после прослушивания тех же ритмов дети среди множества изображений предметов и животных вычеркивали последних (субтест Шкалы Векслера). Необходимо было вычеркнуть как можно больше животных за 23 секунды: после одного ритма детям давали один лист с 32-35 животными, и тоже после каждого следующего ритма. Результаты показали, что типично развивающиеся дети лучше справились с заданием на повторение фраз, чем дети с задержкой речевого развития (p < 0,001). Но все дети, повторяя фразы после прослушивания регулярного ритма, сделали меньше грамматических ошибок, чем при повторении предложений, которые проигрывались после нерегулярных ритмов (p = 0,01). И меньше ошибок дети делали даже при работе с грамматически сложными структурами, которые, как правило, особенно тяжелы для восприятия детям с дисфазией развития. При этом также имел значение возраст: чем старше были дети, тем лучше они справлялись с заданием (p < 0,001). Также после предъявления регулярных ритмов лучше с заданием на повторение справлялись те дети с типичным развитием, чья скорость чтения была выше (p = 0,002). Для детей с дисфазией развития скорость чтения не имела значение, как и для всех детей — способность к восприятию ритма. А вот задание на вычеркивание животных дети выполнили одинаково вне зависимости от того, делали они это после регулярных или нерегулярных ритмов (p = 0,91). Из этого ученые заключили, что музыкальные ритмы специфически связаны с грамматическими навыками, но, по всей видимости, не оказывают более общего мотивирующего или возбуждающего эффекта (не повлияли на другой вид деятельности). Зато в рамках грамматических заданий музыкальные ритмы эффективны и для детей с типичным развитием, и для детей с задержкой речевого развития. И что интересно, при этом эта эффективность не связана со способностью ребенка к восприятию ритмов. У этого исследования есть существенные ограничения: очень небольшой размер выборки и при этом очень широкий разброс по возрасту внутри. Сами авторы отмечают это и объясняют трудностями набора детей с задержкой речевого развития из-за невысокой распространенности заболеваний и их гиподиагностики. И для подтверждения ссылаются и на скромность выборок в других подобных работах. В этой работе рассматривалось влияние именно прослушивания музыкальных ритмов на речевые навыки. Но не только такое занятие музыкой эффективно для людей с первичными и вторичными нарушениями речи. Например, поющие дети со слуховыми аппаратами лучше разбирают речь на фоне шума, чем те, кто не занимается пением.