Neuroplasticity, music, and human brain

Irina N. Bogolepova; Боголепова Ирина Николаевна; Marina V. Krotenkova; Кротенкова Марина Викторовна; Rodion N. Konovalov; Коновалов Родион Николаевич; Pavel A. Agapov; Агапов Павел Алексеевич; Irina G. Malofeeva; Малофеева Ирина Григорьевна; Alexander T. Bikmeev; Бикмеев Александр Тимерзянович

doi:10.54101/ACEN.2024.1.8

Нейропластичность, музыка и мозг

Авторы: Боголепова И.Н.¹, Кротенкова М.В.¹, Коновалов Р.Н.¹, Агапов П.А.¹, Малофеева И.Г.¹, Бикмеев А.Т.²
Учреждения:
1. Научный центр неврологии
2. Башкирский государственный медицинский университет
Выпуск: Том 18, № 1 (2024)
Страницы: 72-78
Раздел: Оригинальные статьи
URL: https://journals.rcsi.science/2075-5473/article/view/255207
DOI: https://doi.org/10.54101/ACEN.2024.1.8
ID: 255207

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Введение. Изучение влияния музыки на мозг человека является одной из важных проблем нейронауки, т.к. позволяет расширить наше представление о нейропластичности мозга.

Цель исследования — изучение особенностей структурной организации мозга профессиональных музыкантов.

Материалы и методы. С помощью магнитно-резонансной томографии исследовали 27 мозгов (54 полушария) мужчин-музыкантов, женщин-музыкантов и людей, не имеющих отношения к музыке. Все исследуемые были в возрасте 20–30 лет, без неврологических и психических заболеваний. Измеряли объём серого вещества и толщину коры различных корковых формаций в правом и левом полушариях мозга.

Результаты. Установлены принципиальные изменения строения мозга профессиональных музыкантов (мужчин и женщин) в сравнении с мозгом людей, не имеющих отношения к музыке. Отмечены особенности макроскопического строения триангулярной области речедвигательной зоны Брока мозга музыкантов. Установлено увеличение объёма серого вещества мозга музыкантов и его отдельных корковых формаций, в частности, верхней височной извилины, речедвигательной зоны Брока, гиппокампа, верхней теменной дольки и ряда других структур. Показано увеличение толщины коры корковых структур мозга музыкантов в сравнении с мозгом немузыкантов.

Заключение. Систематические занятия музыкой изменяют структурную организацию мозга, установлено значительное увеличение объёма серого вещества и толщины коры различных корковых формаций в правом и левом полушариях мозга музыкантов по сравнению с людьми контрольной группы.

Ключевые слова

мозг, мужчина, женщина, музыка, корковые формации

Полный текст

к.ф.-м.н., зав. лаб. математического моделирования Института фундаментальной медицины

Россия, Уфа

Список литературы

Fuchs E., Flügge G. Adult neuroplasticity: more than 40 years of research. Neural. Plast. 2014;2014:541870. doi: 10.1155/2014/541870
Davidson R.J., McEwen B.S. Social influences on neuroplasticity: stress and interventions to promote well-being. Nat. Neurosci. 2012;15(5):689–695. doi: 10.1038/nn.3093
Park D.C., Huang C.M. Culture wires the brain: a cognitive neuroscience perspective. Perspect. Psychol. Sci. 2010;5(4):391–400. doi: 10.1177/1745691610374591
Shaffer J. Neuroplasticity and clinical practice: building brain power for health. Front. Psychol. 2016;7:1118. doi: 10.3389/fpsyg.2016.01118
McEwen B.S. Redefining neuroendocrinology: Epigenetics of brain-body communication over the life course. Front. Neuroendocrinol. 2018;49:8–30. doi: 10.1016/j.yfrne.2017.11.001
Mateos-Aparicio P., Rodríguez-Moreno A. The impact of studying brain plasticity. Front. Cell Neurosci. 2019;13:66. doi: 10.3389/fncel.2019.00066
Hubel D.H., Wiesel T.N. Brain mechanisms of vision. Sci. Am. 1979;241(3):150–162. doi: 10.1038/scientificamerican0979-150
Hubel D.H., Wiesel T.N. Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat's visual cortex. J. Physiol. 1962;160(1):106–154. doi: 10.1113/jphysiol.1962.sp006837
Hubel D.H., Wiesel T.N. Receptive fields of single neurones in the cat's striate cortex. J. Physiol. 1959;148(3):574–591. doi: 10.1113/jphysiol.1959.sp006308
Merzenich M.M., Jenkins W.M. Reorganization of cortical representations of the hand following alterations of skin inputs induced by nerve injury, skin island transfers, and experience. J. Hand Ther. 1993;6(2):89–104. doi: 10.1016/s0894-1130(12)80290-0
Иглмен Д. Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга. М.; 2022. 336 с. Eagleman D. A living brain. Amazing facts about neuroplasticity and brain capabilities. Moscow; 2022. 336 p.
Giraux P., Sirigu A., Schneider F., Dubernard J.M. Cortical reorganization in motor cortex after graft of both hands. Nat. Neurosci. 2001;4(7):691–692. doi: 10.1038/89472
Бреан А., Скейе Г.У. Музыка и мозг: как музыка влияет на эмоции, здоровье и интеллект. 2021. М.; 2023. 316 с. Brian A., Skeye G.U. Music and the brain: how music affects emotions, health and intelligence. 2021. Moscow; 2023. 316 p.
Balbag M.A., Pedersen N.L., Gatz M. Playing a musical instrument as a protective factor against dementia and cognitive impairment: a population-based twin study. Int. J. Alzheimers Dis. 2014;2014:836748. doi: 10.1155/2014/836748
Schwartz J.M., Begley S. The mind and the brain: neuroplasticity and the power of mental force. N.Y.; 2002. 420 p.
Maguire E.A., Gadian D.G., Johnsrude I.S. et al. Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000;97(8):4398–4403. doi: 10.1073/pnas.070039597
Gaser C., Schlaug G. Gray matter differences between musicians and nonmusicians. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2003;999:514–517. doi: 10.1196/annals.1284.062
Avanzini G. The neurosciences and music. N.Y.; 2003. 548 p.
Schneider P., Scherg M., Dosch H.G. et al. Morphology of Heschl's gyrus reflects enhanced activation in the auditory cortex of musicians. Nat. Neurosci. 2002;5(7):688–694. doi: 10.1038/nn871
Панюшева Т.Д. Музыкальный мозг: обзор отечественных и зарубежных исследований. Асимметрия. 2008;2(2):41–54. Panyusheva T.D. Musical brain: a review of domestic and foreign studies. Asymmetry. 2008;2(2):41–54. 21. Павлов А.Е. Музыкальная деятельность и её мозговая организация. Вестник Московского Университета. Серия 14. Психология. 2007;(4):92–98.
Pavlov A.E. Musical activity and its brain organization. Bulletin of the Moscow University. Series 14. Psychology. 2007;(4):92–98.
Уэйнбергер Н. Музыка и мозг. В мире науки. 2005;Февраль:71–77. Weinberger N. Music and the brain. World of Science. 2005;February:71–77.
Corrigall K.A., Trainor L.J. Enculturation to musical pitch structure in young children: evidence from behavioral and electrophysiological methods. Dev. Sci. 2014;17(1):142–158. doi: 10.1111/desc.12100
Deguchi C., Boureux M., Sarlo M. et al. Sentence pitch change detection in the native and unfamiliar language in musicians and non-musicians: behavioral, electrophysiological and psychoacoustic study. Brain Res. 2012;1455:75–89. doi: 10.1016/j.brainres.2012.03.034
Thompson W.F., Schellenberg E.G., Husain G. Decoding speech prosody: do music lessons help? Emotion. 2004;4(1):46–64. doi: 10.1037/1528-3542.4.1.46
Tierney A., Kraus N. Music training for the development of reading skills. Prog. Brain Res. 2013;207:209–241. doi: 10.1016/B978-0-444-63327-9.00008-4
Fennell A.M., Bugos J.A., Payne B.R., Schotter E.R. Music is similar to language in terms of working memory interference. Psychon. Bull. Rev. 2021;28(2):512–525. doi: 10.3758/s13423-020-01833-5
Koelsch S., Fritz T., Schulze K. et al. Adults and children processing music: an fMRI study. Neuroimage. 2005;25(4):1068–1076. doi: 10.1016/j.neuroimage.2004.12.050
Tillmann B., Bharucha J.J., Bigand E. Implicit learning of tonality: a self-organizing approach. Psychol. Rev. 2000;107(4):885–913. doi: 10.1037/0033-295x.107.4.885
Tillmann B., Janata P., Bharucha J.J. Activation of the inferior frontal cortex in musical priming. Brain Res. Cogn. Brain Res. 2003;16(2):145–161. doi: 10.1016/s0926-6410(02)00245-8
Глозман Ш.М., Павлов А.Е. Влияние занятий музыкой на развитие пространственных и кинетических функций у детей младшего школьного возраста. Психологическая наука и образование. 2007;12(3):36–46. lozman Sh.M., Pavlov A.E. The influence of music lessons on the development of spatial and kinetic functions in children of primary school age. Psychological Science and Education. 2007;12(3):36–46.
Сеунг С. Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть. М.; 2018. 442 с. Seung S. Connectome. How the brain makes us what we are. Moscow; 2018. 442 p.
Särkämö T., Tervaniemi M., Laitinen S. et al. Music listening enhances cognitive recovery and mood after middle cerebral artery stroke. Brain. 2008;131(Pt 3):866–76. doi: 10.1093/brain/awn013
Schlaug G., Norton A., Marchina S. et al. From singing to speaking: facilitating recovery from nonfluent aphasia. Future Neurol. 2010;5(5):657–665. doi: 10.2217/fnl.10.44
Sihvonen A.J., Särkämö T., Leo V. et al. Music-based interventions in neurological rehabilitation. Lancet Neurol. 2017;16(8):648–660. doi: 10.1016/S1474-4422(17)30168-0
Tong Y., Forreider B., Sun X. et al. Music-supported therapy (MST) in improving post-stroke patients' upper-limb motor function: a randomised controlled pilot study. Neurol. Res. 2015;37(5):434–440. doi: 10.1179/1743132815Y.0000000034