Музыке внимают... молекулы

В чем обаяние произведения искусства? Почему у нас «захватывает дух» при виде совершенной скульптуры или от виртуозного исполнения музыкальной пьесы? Почему одним нравятся стихи, а других они оставляют равнодушными?

Казалось бы, риторична и кощунственна даже сама постановка таких вопросов. Опять извечный конфликт между «алгеброй» и «гармонией»? Секрет творчества именно тем и прекрасен, что он секрет. Тайна гения и причина его власти над нашими эмоциями как будто бы непостижимы.

Но может быть, это не совсем так? Безусловно, процессы, протекающие в живом организме, а тем более те, что связаны с высшими представлениями разума, безмерно сложны, их трудно сравнивать с процессами в неживой природе. И все-таки точные методы физики и математики, привнесенные в биологию, позволяют приподнять завесу над многим, казавшимся непостижимым.

Молодые биофизики — доктор биологических наук С. Шноль и кандидат физико-математических наук А. Замятин из Института биофизики Академии наук СССР, который находится в научном городке Пущино, в ста километрах от столицы, оба большие любители музыки, решили попытаться с помощью биофизических методов проникнуть в тайны творчества. Ход их изысканий был примерно таков. Любое художественное произведение обязательно состоит из двух компонентов: информационного, к которому относятся слова, мелодия, изображение, и ритмического — наиболее ярко выраженного в музыке и танце, но, по-видимому, присутствующего также в живописи, архитектуре, графике. Именно ритмический компонент, «внутренний ритм» произведения создают фон для восприятия всей заложенной в нем информации, усиливают это восприятие, дают своеобразный эмоциональный настрой.

Первая проблема заключалась в том, чтобы с помощью объективных физических методов разделить эти два компонента, чтобы исследовать их отдельно. Оказалось, что это не так уж трудно, особенно для музыки, поэзии, танца. С помощью датчиков и самописца, которые, как правило, используют для записи изменения во времени различных биопотенциалов, токов, напряжений, в том числе и энцефалограмм, записывали электрические сигналы — следствие звучания музыкального произведения или стихов. Получалась запись в виде последовательности импульсов. Можно было записать один инструмент, или сложное литературное произведение, или весь оркестр. Главное заключалось в том, что ни интенсивность звучания, ни тональность, ни гармония, ни мелодия не играли никакой роли и во внимание не принимались. Фиксировался только один ритм.

Значительно труднее была следующая проблема: подобрать систему классификации записанных сигналов и произвести анализ для выделения каких-либо характерных единиц.

В конце концов удалось преодолеть и эту трудность. В результате выявилось разграничение по временам на три класса. К первому классу отнесены интервалы времени от 0,1 до 10 секунд. Это время звучания одной ноты в музыке, слова или строчки в поэзии, небольшого числа элементов движения в танце или движение глаз при восприятии картины, скульптуры.

Ко второму классу относятся уже более «крупные детали»: от десяти секунд до нескольких минут. Часть сонаты или симфонии, строфы или небольшие стихотворения, короткие танцы.

Третий класс включает в себя большие произведения. Здесь время исчисляется от нескольких минут до часов и даже суток (интервал от тысячи до ста тысяч секунд). Сюда входит и фон, который остается после восприятия произведения.

Анализ ритмического рисунка, создаваемого этими тремя классами времен, естественно, породил новую проблему. А откуда, собственно, взялись эти времена? Почему и сложная соната, и искрометный танец, и величественное здание строго «расписаны» во временном интервале, содержащем именно эти три класса?

С чем это связано?

Биофизика — это физика в биологии и биология в физике. Конечно, авторы-биофизики обратились к живому организму, чтобы найти ответ на вопросы. Их интересовало, нет ли в живом организме законов и процессов, сходных по временным характеристикам со строгими ритмами произведений искусства?

Выявилась любопытная закономерность. И биохимии, и биофизике давно известно, что при воздействии внешнего раздражителя на живой организм, когда этот организм должен срочно мобилизовать силы, сосредоточить внимание, в нем происходит биохимический процесс синтеза так называемых «гормонов действия». Это широко известные вещества—ацетилхолин и адреналин. Характерные времена синтеза этих гормонов в первой быстрой реакции организма — от одной десятой доли секунды до десяти секунд.

Если внешний раздражитель действует многократно и долго, то организм через некоторое время перестает остро реагировать, привыкает, адаптируется, как говорят медики. Гормоны действия уже не являются определяющими в реакции. В ход идут другие механизмы. Происходит мобилизация нервной системы, изменяются скорость кровообращения, уровень глюкозы в крови — организм реагирует как целое. И характерное время для таких изменений — от 10 до 1000 секунд, то есть опять-таки полностью совпадает уже со вторым классом длительности ритмов.

Третий класс времен идентичен длительным процессам, так называемому синтезу стероидных гормонов коры надпочечников. Они синтезируются на протяжении часов и действуют до суток. Именно эти гормоны ответственны за «долгосрочное» настроение, они определяют, будет ли это веселость и жизнерадостность, угрюмость или удрученность.

Таким образом, молодые ученые сделали попытку объяснить, с точки зрения биофизики, механизм восприятия произведений искусства каждым организмом индивидуально. Ведь внутренние ритмы синтеза гормонов для каждого живого существа строго индивидуальны.

Пока речь шла только о восприятии. Но разве отображение тех или иных ритмов в произведении искусства не является выражением их творца, выражением индивидуальности художника? Пусть эти ритмы он вкладывает в произведение совершенно бессознательно, иначе быть не может, но они неумолимо обусловлены внутренними ритмами его организма, а следовательно, не исключено, что именно в них заключены секрет силы эмоционального воздействия, секрет индивидуальности творческой личности.

Когда А. Замятин доложил о проделанной работе на IV Международном биофизическом конгрессе в августе 1972 года в Москве, это вызвало бесконечный поток вопросов и то, что принято называть «оживленной дискуссией».

Первыми идею подхватили молекулярные биологи и биохимики — ведь до сих пор никому в голову не приходило проследить восприятие музыки на уровне молекул, это считалось невозможным. Затем подключились цитологи — специалисты по клетке, которые предлагают исследовать ритмические процессы на уровне клеточных и субклеточных мембран. И наконец, медики. Для них важно выяснить механизм эмоционального восприятия на уровне коры головного мозга, что может стать серьезным подспорьем в профилактике и лечении психических заболеваний.