Дискуссии - Наука

А.Н. Негодайлов, А.Ю. Суетов, В.А. Шмыгов

Использование звука и музыки для исцеления возникло в самом начале истории человечества. Документально подтверждено, что шаманы и целители аборигенных народов, использующие такие инструменты, как человеческий голос, флейты, барабаны и другие ударные, способны изменять состояние мозга (то есть менять нейрологическую активность мозга). Опыты показали, например, что некоторые ритмы барабанов усиливают тета-активность, связанную с гипнотическими и близкими к сновидению состояниями сознания, а также с вдохновением и повышенным уровнем творческой активности.

Изучение нейрологического влияния звука показало, что человеческий мозг реагирует на чистые звуки вполне определенным образом. Позитронная томография, измеряющая уровень поглощения глюкозы на клеточном уровне, показала, что чистые звуки и музыка без слов стимулируют повышение клеточной активности в правом или "недоминантном" полушарии.[11, 13]

В музыке (как и в живописи, например) существует определенный фактор воздействия, состоящая из компонентов (в красках), из обертонов (в звуках). Это невидимая, но влияющая на рецепторы восприятия информация. Она идет в виде частотных созвучий, комбинаций обертонов (звуковых колебаний). Все дело в обработке звука – динамической и пространственной. Такая информация может вызывать у человека разные эмоции. [4, 5, 7, 8]

Подобные приемы могут поднимать настроение, вызывать состояние эйфории, гармонии. Но они также могут быть направлены и на достижение обратного эффекта.

1. Влияние акустики на состояние биологической и социальной поведенческой модели

Психоакустика - недавно возникший раздел изучения потенциала человека, обещающий радикально изменить человеческое поведение, изучая звук, речь и музыку и их влияние на мозг/сознание.

Музыка и звуки веками использовались для целительства и трансформации. От гортанных заговоров шаманов древности до возвышенного григорианского пения в кафедральных соборах, звук и музыка играли важную роль в человеческой культуре. Мы только недавно начали понимать физиологическое воздействие звука и музыки на мозг [19, 20, 24, 26, 27].

Некоторые специалисты используют музыкальные программы не только в терапевтических целях, но и для профилактики здорового образа жизни [28].

Далее мы поговорим о его основе и применениях в технологии психоакустики.

Мы знаем, что музыка может сильно влиять на работу мозга. Это подтверждают работы д-ра Лозанова (Dr. Lozanov) из Болгарии [18]. Он обнаружил, что музыка с темпом 60 ударов в минуту (как, например, Largo в музыке периода барокко) на 6% усиливает альфа-активность (связанную с расслаблением), при этом на 6% процентов уменьшая бета-активность (связанную с нормальным бодрствующим сознанием). При этом пульс замедляется в среднем на 4 деления ртутного столбика, и люди говорят о "состоянии расслабленного сознания".

Затем д-р Лозанов обнаружил, что может ускорить процесс обучения, используя музыку в таком ритме. В Америке его метод стал известен как Суперобучение (Superiearning). Д-ру Лозанову стало ясно, что ритм музыки оказывает мощное влияние на мозг. В процессе работы он обнаружил, что тембр, или тональность музыки, также оказывает сильное влияние на работу мозга.

Самохвалов проводил ряд экспериментов, позволяющих оценить воздействие музыкальных программ при работе с пациентами, с различными видами психических отклонений. В частности, описывается эксперимент с многополярным источников звукового сигнала, что приводит к изменениям психического состояния человека. Наличие измененного состояния сознания при долговременном воздействии многоточечного звука. Информационная перегрузка при стремлении одновременного восприятия значимых сигналов из нескольких источников. [25]

2. «Устройство Резонансной Акустики»

Устройства резонансной акустики разработаны для озвучивания любых помещений и для меломанов, не удовлетворенных неестественным звучанием обычных АС [21].

Реализм звучания достигнут благодаря новой концепции создания АС.

Резонансный характер возбуждения и распространения звуковых колебаний.

Большинство современных акустических систем относятся к компрессионному типу. Это приводит к быстрой утомляемости при прослушивании музыки, а при длительном воздействии (например у работников дискотек, исполнителей поп-музыки) способствует развитию профессиональных заболеваний.

В основе конструкции УРА лежит принцип приближенного моделирования излучателя - “пульсирующая сфера”. В субъективном восприятии частотная характеристика системы, описываемая максимумами, составляющими натуральный музыкальный ряд, лучше воспринимаются по сравнению с остальными.

Известно, что ни один обычный электроакустический преобразователь, какого бы высокого класса он ни был, не способен воспроизвести звуковую картину с высокой точностью даже при условии относительно ровной АЧХ. УРА способно принудительно отсортировать паразитные гармоники в соответствие с натуральным музыкальным рядом, что позволит не воспринимать их, как досадную помеху для слуха.

Преимущества данной продукции заключаются в оптимизированном по отношению к слуховому аппарату слушателя принципу трансляции акустического сигнала. Система формирует механическим путем сложную нелинейную АЧХ, соответствующую оптимальному восприятию акустического сигнала слушателем. Кроме того, принцип переотраженного акустического излучения позволяет решить вопрос отсеивания некоторых паразитных гармоник, негативно влияющих на восприятие музыкальной программы. Также значительным преимуществом данной системы является создание диффузного акустического пространства, улучшающего эффект объемного звучания.

Основанием для теоретического обоснования создания УРА является работа Ленинградского ученого Гладкова Б.В., создавшего так называемую теорию сферодинамики. [10]

В процессе анализа и тестирования предоставленных Негодайлову А.Н. образцов акустических систем, основывающихся на указанной теории, упомянутым Негодайловым А.Н. были проведены инженерно-конструкторские исследования с целью создания акустического устройства, оптимально решающих задачи качественного звуковоспроизведения в рамках классической теории акустических сигналов (Рэлей, Вахитов, Римский-Корсаков, Михайлов, Сапожков, Фурдуев, Бать и проч.) в рамках адаптации теории резонансного звука Гладкова.

Первичный экспертный анализ (Бандура А. И., Кунафин Р., Никанкин О.В. и др.) представленных образцов-прототипов показал высокое качество воспроизводимого звука и востребованность такого рода конструкций в среде аудиофилов, музыкантов и просто любителей хорошего звуковоспроизведения.

Анализ технических характеристик заявленных образцов, проведенный в Акустическом институте им. Акад. Н.Н. Андреева, показал соответствие их заявленным.

Также анализ классических параметров акустической системы резонансного типа проводился в заглушенной камере фирмы «Солара».

Результаты измерений были следующие.

Объект испытаний

Объектом испытаний являются следующие характеристики ЭАС резонансного типа: уровень характеристической чувствительности, форма и неравномерность АЧХ по звуковому давлению, форма и уровень входного импеданса, коэффициент нелинейных искажений, диаграмма направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Устройство резонансной акустики. Модель 1

Методика испытаний

Испытания ЭАС «УРА» проводились в соответствии с ГОСТ 16122-87 «Громкоговорители. Методы измерения электроакустических параметров» в полузаглушенной акустической камере объемом 900 м³. При проведении испытаний использовался 4-х канальный измерительный комплекс Bruel&Kjaer Pulse в комплекте с микрофоном 4133 и усилителем мощности 2706. Микрофон 4133 предназначен для измерений в свободном поле и имеет частотный диапазон 4Гц – 40 кГц при неравномерности 2 дБ. АЧХ используемого измерительного микрофона представлена на рис. 1.

Рис. 1. АЧХ измерительного микрофона 4133

Усилитель 2706 имеет выходную мощность 75 Вт при неравномерности АЧХ ±0,5 дБ в частотном диапазоне 1 Гц – 20 кГц и КНИ <0,2%.

Измерение уровня характеристической чувствительности проводилось на частоте 400 Гц и расстоянии 1 м от ЭАС при подведении к клеммам мощности 1 вт.

Форма и неравномерность АЧХ ЭАС определялись в третьоктавных полосах на расстоянии 1 м при подведении к клеммам случайного сигнала (розовый шум) со спектральной плотностью, обеспечивающей звуковое давление эквивалентное характеристической чувствительности.

Форма и значение входного импеданса определялись при подведении к клеммам случайного сигнала (белый шум) с заданной спектральной плотностью.

Коэффициент нелинейных искажений ЭАС оценивался при подведении к клеммам мощности 1 Вт на частотах 100, 1000 и 10000 Гц.

Диаграмма направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях снималась в третьоктавных полосах при углах отклонения 0º, 90º, 180º, 270º в горизонтальной плоскости и +45º, -45º в вертикальной плоскости при подведении к клеммам случайного сигнала (розовый шум).

Параметры анализатора спектра:

Число спектральных линий: 6400;

Полоса частот 20-22000 Гц;

Разрешение по частоте: 0,47 Гц;

Усреднение: 10; в режиме октавы и третьоктавы – 8 с.

Весовое окно: Ханнинг.

Результаты измерений

Результаты проведенных измерений представлены на рис. 2-13 и в табл. 1.

Рис. 2. Общий невзвешенный уровень помех в измерительной камере

Рис. 3. Калибровочный сигнал пистонфона 94 дБ

Рис. 4. Уровень характеристической чувствительности на частоте 400 Гц

Рис. 5. АЧХ при угле поворота 0º в горизонтальной плоскости

Рис. 6. АЧХ при угле поворота 90º в горизонтальной плоскости

Рис. 7. АЧХ при угле поворота 180º в горизонтальной плоскости

Рис. 8. АЧХ при угле поворота 270º в горизонтальной плоскости

Рис. 9. АЧХ при угле поворота +45º в вертикальной плоскости

Рис. 10. АЧХ при угле поворота -45º в вертикальной плоскости

Рис. 11. Форма входного импеданса

(значение импеданса в точке 1 кГц составляет 4,06 Ω)

Рис. 12. Спектр искажений на частоте 100 Гц при подведении мощности 1 Вт

Рис. 13. Спектр искажений на частоте 1000 Гц при подведении мощности 1 Вт

Рис. 13 Спектр искажений на частоте 10000 Гц при подведении мощности 1 Вт

 

Таблица 1. Относительные уровни паразитных составляющих

Частота	2-я гармоника	3-я гармоника	4-я гармоника	5-я гармоника
100	-54 дБ	-43 дБ	-	-48 дБ
1000	-49 дБ	-47 дБ	-	-
10000	-62 дБ	-	-	-

Выводы

1. Уровень характеристической чувствительности на частоте 400 Гц для исследуемых ЭАС составляет 88,9 дБ;
2. Неравномерность АЧХ в частотной полосе 31 Гц – 8 кГц не превышает 20 дБ;
3. Входной импеданс на частоте 1 кГц равен 4,06 Ω;
4. Изменения АЧХ при углах поворота 0º - 270º в горизонтальной плоскости не превышают 1 дБ;
5. Изменения АЧХ при углах поворота ±45º в вертикальной плоскости не превышают 6 дБ;
6. Относительный уровень нелинейных искажений при подводимой мощности в полосе 100 Гц – 10 кГц не превышает -43 дБ.

Приложение

Физиологические аспекты воздействия резонансной акустики на организм

Общие принципы воздействия на организм звуковых программ и музыки вообще были определены в работах ученых начиная с девятнадцатого века, в частности, в работах И.М. Догеля [12].

В советское время также проводились исследования воздействия звукового диапазона на организм человека [14, 15, 16, 17]. Особое внимание уделялось, разумеется, оценке стрессорного воздействия на организм вообще всех возможных упругих колебаний и иных физических факторов [2, 3, 9].

В более позднее время появился ряд работ по оценке информационного влияния разного рода колебательных воздействий, как электромагнитного диапазона, так и упругих колебаний [6].

Первые исследования по изучению воздействия именно УРА на организм человека проводились в университете Санкт-Петербурга в 1994 году на базе НИИ физиологии им. А.А.Ухтомского Люцией Петровной Павловой [22]. Исследования показали безусловно положительное воздействие именно резонансной акустики по отношению к традиционным акустическим системам.

В 2011-2012 годах были проведены исследования в Научном Центре Здоровья Детей (НЦЗД) РАМН по договору «Исследование психофизиологических реакций спортсменов на воздействие высококачественных аудиотреков» [23].

Договор был завершен отчетом, который показал наличие факта положительного влияния резонансной акустики на психофизиологическое состояние организма по сравнению с традиционными акустическими системами.

Результаты исследований были следующие

(кратко, подробно см. «ОТЧЕТ о результатах научно-исследовательской разработки «ИССЛЕДОВАНИЕ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ СПОРТСМЕНОВ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫМИ АУДИОТРЕКАМИ» (Договор № 30/1-11 от 30 ноября 2010 г.)»

Цель работы – исследование влияния Устройства Резонансной Акустики на организм человека.

Применявшиеся методы исследования:

Электроэнцефалографическое исследование

Электрокардиографическое исследование

Цитохимический анализ

Схема проведения исследования:

Воздействие осуществлялось посредством двух акустических систем: традиционной акустическая системы ADAM A7X (контрольный вариант) и резонансной акустической системы, разработанной ЗАО «НТК».

При этом использовались музыкальные фрагменты классической музыки (Бах, Бетховен, Кюсс, Штраус, Бизе, Равель, Гайдн, Шопен, Ди Веноза), длительностью 15-25 минут. Звук воспроизводился в частотном диапазоне от 40 Гц до 20000 Гц с уровнем звучания 60-70 дБ.

Регистрации динамики ПФС проводилась до и после прослушивания музыки. Использовались релаксирующие или стимулирующие мелодии.

Результаты исследований

Исследования изменений работы сердца методом кардиоинтервалографии

Динамика показателей вегетативной реактивности по данным кардиоинтервалографии в ходе проведения музыкального воздействия (%).

Вывод

Обнаружены позитивные изменения вегетативной регуляции у испытуемых основной группы свидетельствуют о гармонизации эмоциональной сферы, в первую очередь её высших регуляторных механизмов на фоне воздействия музыкальных фрагментов

Исследование динамики ритмов мозга методом электроэнцефалографии.

Проведено изучение изменений параметров альфа- и бета-диапазонов биоэлектрической активности головного мозга при прослушивании музыкальных произведений продолжительностью 1-10 минут.

Канал левого альфа-ритма при воздействии традиционной АС

Канал левого альфа-ритма при воздействии УРА

Вывод

Прослушивание тестовых релаксирующих и стимулирующих фрагментов посредством УРА (по сравнению с контрольной акустической системой) гармонизует биоритмы головного мозга, эмоциональное возбуждение–торможение, ритм сна и бодрствования.

Исследование методом цитохимического анализа – анализ ферментного соотношения в живых клетках.

При проведении исследований акцент делался на два основных фермента – сукцинатдегидрогеназу (СДГ) и глицерофосфатдегидрогеназу (ГФДГ).

Распределение (абсолютное количество) контрольной и основной групп по реакции ферментов сукцинатдегидрогеназы и глицерофосфатдегидрогеназы при воздействии акустических музыкальных треков

Вывод

Выявлена положительная реакция в виде умеренного повышения сукцинатдегидрогеназы и глицерофосфатдегидрогеназы именно на резонансное акустическое воздействие, что свидетельствует о повышении в результате проведенного воздействия физической работоспособности спортсмена.

Заключение

Во всех обследуемых группах спортсменов обнаружены статистически достоверные изменения психофизиологических параметров по параметрам ЭЭГ, ЭКГ, в цитохимическом анализе крови по сравнению с контрольной группой.

По данным кардиоинтервалографии отмечалось снижение числа сердечных сокращений, что свидетельствует о повышении уровня адаптивных реакции сердечно-сосудистой системы в сравнении с контрольной группой.

При проведении энцефалографии было установлено, что прослушивание тестовых релаксирующих и стимулирующих музыкальных фрагментов посредством УРА гармонизирует ритмы головного мозга в большей степени, чем в контрольной группе.

По результатам цитохимического анализа крови в динамике концентрации ферментов сукцинатдегидрогеназы и глицерофосфатдегидрогеназы обнаружены изменения свидетельствующие о повышении в результате проведенного воздействия физической работоспособности спортсмена.

Устройство резонансной акустики. Модель 2

Потенциально возможные направления развития.

Задачей данного направления является разработка комплекса аппаратных средств, методик и рекомендаций по решению вопроса компенсации и оптимизации воздействий на человека негативных проявлений естественной и социальной среды на уровне стрессорной реакции, а также подготовки человека к минимальным потерям при преодолении стрессорных ситуаций.

Целевыми областями применения разработки являются:

• Подготовка человека к появлению экстремальных ситуаций
• Снятие стрессов после возникновения экстремальных ситуаций
• Снятие агрессии и снижение уровня асоциальности
• Реклама и эффективное планирование работы и творчества
• Разработка реабилитационных и восстановительных методик и технических средств индивидуального воздействия
• Провокации нервных срывов и методика компенсации такого рода провокаций
• Провокации асоциальных потенциалов и методики их купирования

Базовые направления создания системы

Формирование аппаратно-программного комплекса подготовки человека к воздействию некомпенсированных и некомпенсируемых в обычных условиях стрессов.

Формирование аппаратно-программного комплекса уменьшения времени восстановления человека после стрессовой ситуации.

Ожидаемый результат

Предполагается создание комплекса психофизиологического контроля и воздействия, способного определить наличие у человека некомпенсированной стрессорной реакции, в рамках ограниченного количества значимых психофизиологических факторов неинвазивными методами и воздействовать на человека в рамках подготовки к стрессорным ситуациям и сокращения времени восстановления после стрессов.

Литература

1. Агаджанян, Н. А. Основы физиологии человека: Учебник для студентов вузов, обучающихся по медицинским и биологическим специальностям/ Торшин, Владимир Иванович, Торшин, Владимир Иванович, Власова, Виктория Михайловна; Агаджанян, Николай Александрович, 2-е издание, исправленное.- М.: РУДН, 2001, 408с.
2. Анохин П. К. Системная организация физиологических функций. М.: Медицина, 1969, 443с
3. Бехтерев В. М. Работа головного мозга в свете рефлексологии. - Л., 1926.
4. Брусиловский Л. С. О музыкотерапии и реадаптации психических больных//Труды Ленингр. НИИ психоневрол.- 1969. - Т. 49 - С. 115-123.
5. Брусиловский Л. С. Использование музыки при групповом аутотренинге в комплексном восстановительном лечении психических больных // Труды Ленингр. н.-и. психоневрол. ин-та. - 1975. - Т. 76.- С. 97-101.
6. Бессонов А.Е., Калмыкова Е.А. Информационная медицина. - 2-е изд., доп. - М.: 2003. - 656 с.
7. Вегетативные расстройства: Клиника, лечение, диагностика. / Под ред. А. М. Вейна. — М.: Медицинское информационное агентство,2000, 752с.
8. Воронин Л. Л. О клеточных механизмах условнорефлекторной деятельности.– Журн. высш. нервн. деят., 1976, т. 26, вып. 4, с.705.
9. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С. Антистрессорные реакции и активационная терапия, М. «Имедис», 1998, 656с.
10. Гладков Б.В. «Сферодинамика. Математические начала объёмного мышления» (http://www.trinitas.ru/rus/doc/0232/013a/02322111.htm)
11. Декер-Фойгт Г.-Г. Введение в музыкотерапию — СПб.: Питер, 2003. —208 с
12. Догель И. М. Влияние музыки на человека и животных. - Казань, 1888.
13. Захарова Н. Н., Авдеев В. М. Функциональные изменения центральной нервной системы при восприятии музыки // Журн. высш. нерв. деят. - 1982. - Т. 32. вып. 5. - С. 915-929.
14. Ирисов А. С. Звук и музыка. - М.; Л., 1926.
15. Казаринова А. С. Музыка в системе психопрофилактики // Труды Ленингр. НИИ психоневрол. - 1976. - Т. 78. - С. 89.
16. Конькова А.Ф. Влияние некоторых физических факторов на состояние симпатоадреналовой системы и системы гипофиз—кора надпочечников: Дисс.... канд. биолог, наук. -М. : ИХФ АНСССР, 1978. - 112 с.
17. Кравков С. В. Взаимодействие органов чувств / С. В. Кравков. — М.: АН СССР; Л., 1948. — 128 с.
18. Лозанов Г. К. Сугестология. — София: Наука и изкуство, 1971. — 518 с.
19. Могендович М. Р., Полякова В. Б. К физиологическому анализу влияния музыки на человека // Совещание по проблемам высшей нервной деятельности. 21-е: Тез. докл. - М.. 1966, - С. 204-205.
20. Могендович М. Р. К проблеме физиологии музыки. (Акустико-моторные и моторновисцеральные рефлексы) // Межкурортная научн.-практ. конф. по лечебной физкультуре и климатолечению, 3-я: Тез докл. - Ставрополь. 1966. - С. 108-111.
21. Негодайлов А.Н. Татаринов С.Н. Устройство Резонансной Акустики — «УРА» // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.10367, 29.04.2003
22. Павлова Л.П. Использование специальной звуковой установки для коррекции различных нервно-психических состояний человека. СПб. 1994. (Отчет на правах рукописи)
23. Поляков С.Д, Корнеева И.Т. Отчет о результатах научно-исследовательской разработки «Изучение эффективности воздействия высококачественными аудиотреками на функциональное состояние спортсменов». Москва, НЦЗД, 2012 (Отчет на правах рукописи)
24. Полякова В. Б. О возможности применения музыки для стимуляции умственной работоспособности // Физиологические характеристики умственного и творческого труда. - М 1969. - С. 103-104.
25. Самохвалов В.П. Психический мир будущего. М. КИТ. 1988, 400с
26. Ухтомский А.А. О резонансной теории нервного поведения. Собр. соч. Л., Изд-во Ленингр. гос. ордена Ленина ун-та, 1945. т. 6.— 221 с.
27. Фудин Н. А., Тараканов О. П., Классик С. Я. Музыка как средство улучшения функционального состояния студентов перед экзаменом // Физиология человека. - М., 1996. - Т. 22, №2. -С. 1-9.
28. Шушарджан С. В. Музыкотерапия и резервы человеческого организма. - М., 1998.

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]