Би­нау­раль­ные бие­ния и фи­зио­ло­гия моз­га

Б и­нау­раль­ные бие­ния бы­ли от­кры­ты в 1839 го­ду не­мец­ким экс­пе­ри­мен­та­то­ром Г.В. Да­вом. Спо­соб­ность лю­дей "слы­шать" би­нау­раль­ные бие­ния воз­ник­ла в ре­зуль­та­те эво­лю­ци­он­ной адап­та­ции. Мно­гие ви­ды жи­вот­ных спо­соб­ны де­лать то же са­мое бла­го­да­ря осо­бен­но­стям струк­ту­ры сво­его моз­га. По­ло­са час­тот, в ко­то­рой жи­вот­ное мо­жет слы­шать би­нау­раль­ные рит­мы, за­ви­сит от раз­ме­ров его че­реп­ной ко­роб­ки. В слу­чае че­ло­ве­ка это долж­на быть не­су­щая час­то­та ни­же при­мер­но 1000 гц (Oster, 1973). Эта час­то­та на­зы­ва­ет­ся “не­су­щей” би­нау­раль­но­го рит­ма. Дли­на вол­ны та­ко­го аку­сти­че­ско­го сиг­на­ла не пре­вы­ша­ет раз­ме­ров че­реп­ной ко­роб­ки че­ло­ве­ка, та­ким об­ра­зом, он оги­ба­ет го­ло­ву по прин­ци­пу ди­фрак­ции. По­доб­ный эф­фект на­блю­да­ет­ся при рас­про­стра­не­нии ра­дио­волн — низ­ко­час­тот­ные ра­дио­сиг­на­лы (длин­ные и сред­ние вол­ны) до­хо­дят в лю­бую точ­ку пла­не­ты не­за­ви­си­мо от пре­пят­ст­вий на их пу­ти в ви­де гор, строе­ний и т.п. Вы­со­ко­час­тот­ные (ко­рот­кие) ра­дио­вол­ны, ти­па УКВ и FM-ра­дио, те­ле­ви­де­ния и СВЧ, рас­про­стра­ня­ют­ся по пря­мой ли­нии и не мо­гут оги­бать Зем­лю. Го­ры и вы­со­кие зда­ния бло­ки­ру­ют их рас­про­стра­не­ние. Би­нау­раль­ные рит­мы элек­трон­ной при­ро­ды мож­но соз­дать, ес­ли за­ста­вить ка­ж­дое ухо слы­шать зву­ки с не­мно­го от­ли­чаю­щей­ся час­то­той.

По­сколь­ку аку­сти­че­ские сиг­на­лы с час­то­той ме­нее 1000 гц оги­ба­ют го­ло­ву, их слы­шат оба уха. Но по­сколь­ку ме­ж­ду уша­ми име­ет­ся оп­ре­де­лен­ное рас­стоя­ние, мозг "слы­шит" сиг­на­лы, по­сту­паю­щие от них, с раз­ны­ми фа­за­ми, т.е. ка­ж­дое ухо слы­шит свою часть вол­ны, по ме­ре то­го как она оги­ба­ет го­ло­ву. Имен­но эта раз­ность фаз по­зво­ля­ет моз­гу точ­но оп­ре­де­лять рас­по­ло­же­ние ис­точ­ни­ка зву­ка при час­то­те ме­нее 1000 гц. При час­то­те зву­ка бо­лее 8000 гц с ло­ка­ли­за­ци­ей ис­точ­ни­ка уже хо­ро­шо справ­ля­ет­ся внеш­нее ухо. Поч­ти все зву­ки, из­да­вае­мые жи­вот­ны­ми, име­ют час­то­ту ни­же 1000 гц. Не­труд­но по­нять, за­чем им по­на­до­би­лось уме­ние точ­но вы­чис­лять рас­по­ло­же­ние друг дру­га (не­ко­то­рые пти­цы об­ла­да­ют спо­соб­но­стью “чре­во­ве­ща­ния”, и мо­гут скры­вать свое ме­сто­на­хо­ж­де­ние, по­да­вая “лож­ные” зву­ко­вые сиг­на­лы). В при­ме­не­нии же к на­шим за­да­чам эта спо­соб­ность, при­су­щая че­ло­ве­ку, как раз и да­ет воз­мож­ность слы­шать би­нау­раль­ные бие­ния.

Ко­гда в пра­вом и ле­вом ухе при­сут­ст­ву­ют сиг­на­лы двух раз­лич­ных час­тот, мозг вы­чис­ля­ет раз­ность фаз ме­ж­ду эти­ми сиг­на­ла­ми. В нор­маль­ных ус­ло­ви­ях это да­ло бы ин­фор­ма­цию о на­прав­ле­нии зву­ка. Но в на­шем слу­чае, ко­гда звук идет из на­уш­ни­ков или сте­рео­ди­на­ми­ков, мозг про­из­во­дит на­ло­же­ние этих двух сиг­на­лов, что в ре­зуль­та­те да­ет тре­тью, "раз­но­ст­ную", час­то­ту бие­ния, слы­ши­мую как би­нау­раль­ный ритм. Он вос­при­ни­ма­ет­ся как бие­ния на час­то­те, рав­ной раз­но­сти час­тот, слы­ши­мых пра­вым и ле­вым ухом. Ис­сле­до­ва­ния по­ка­за­ли, что про­стран­ст­вен­но эти бие­ния воз­ни­ка­ют в верх­ней оливе, расположенной в ство­ле моз­га — пер­вой точ­ке кон­тра­ла­те­раль­ной ин­те­гра­ции ор­га­нов слу­ха (Oster, 1973). Ис­сле­до­ва­ния по­зво­ля­ют так­же пред­по­ло­жить, что ре­зо­нанс­ный от­клик идет из inferior colliculus (Smith, Marsh, & Brown, 1975)" (Owens & Atwater, 1995). Эта ак­тив­ность пе­ре­да­ет­ся в ко­ру моз­га, где ее мож­но за­фик­си­ро­вать с по­мо­щью ЭЭГ.

Би­нау­раль­ные бие­ния хо­ро­шо слы­ши­мы на низ­ких час­то­тах (ме­нее 30 гц), что со­от­вет­ст­ву­ет спек­тру ЭЭГ (Oster, 1973). Этот фе­но­мен, рав­но как и час­тот­ный от­клик в моз­ге на би­нау­раль­ные фо­но­грам­мы (Hink, Kodera, Yamada, Kaga, & Suzuki, 1980) по­мо­га­ет по­нять, при ка­ких ус­ло­ви­ях та­ко­го ро­да воз­дей­ст­вие наи­бо­лее эф­фек­тив­но в пла­не дос­ти­же­ния из­ме­нен­ных со­стоя­ний соз­на­ния. По по­во­ду из­ме­не­ний в соз­на­нии, про­из­во­ди­мых би­нау­раль­ны­ми рит­ма­ми, су­ще­ст­ву­ет ог­ром­ное ко­ли­че­ст­во уст­ных сви­де­тельств и все воз­рас­таю­щее чис­ло по­пы­ток на­уч­ных экс­пе­ри­мен­тов. "Субъ­ек­тив­ные ощу­ще­ния от про­слу­ши­ва­ния фо­но­грамм с би­нау­раль­ны­ми рит­ма­ми мо­гут быть как сти­му­ли­рую­щи­ми, так и ус­по­каи­ваю­щи­ми, в за­ви­си­мо­сти от час­то­ты рит­ма" (Owens & Atwater, 1995). Би­нау­раль­ные рит­мы в дель­та- (1 - 4 гц) и те­та- (4 - 8 гц) диа­па­зо­нах свя­зы­ва­ют­ся в от­че­тах с со­стоя­ния­ми рас­слаб­ле­ния, ме­ди­та­ции и твор­че­ст­ва (Hiew, 1995), и ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­ст­ве сред­ст­ва, по­мо­гаю­ще­го ус­нуть. Би­нау­раль­ные рит­мы с час­то­той аль­фа-волн (8 - 12 гц) воз­бу­ж­да­ют со­от­вет­ст­вую­щие вол­ны в моз­ге (Foster, 1990), что со­от­вет­ст­ву­ет со­стоя­нию спо­кой­но­го бодр­ст­во­ва­ния, а рит­мы бе­та-диа­па­зо­на (обыч­но 16 - 24 гц) свя­зы­ва­ют­ся с по­вы­шен­ной со­сре­до­то­чен­но­стью и бодр­ст­во­ва­ни­ем (Monroe, 1985), а так­же с улуч­ше­ни­ем па­мя­ти (Kennerly, 1994).

Пас­сив­ное про­слу­ши­ва­ние фо­но­грамм с би­нау­раль­ны­ми бие­ния­ми не обя­за­тель­но вве­дет вас в из­ме­нен­ное со­стоя­ние соз­на­ния. Пом­ни­те, что про­цесс HEMISYNC вклю­ча­ет в се­бя не­сколь­ко ком­по­нен­тов, и би­нау­раль­ные рит­мы — все­го один из них. У ка­ж­до­го че­ло­ве­ка при­сут­ст­ву­ет оп­ре­де­лен­ная инер­ция пси­хо­фи­зио­ло­ги­че­ско­го ха­рак­те­ра, свя­зан­ная с го­мео­ста­зом, ко­то­рая ме­ша­ет воз­дей­ст­вию на соз­на­ние би­нау­раль­ных рит­мов. Эти ус­ло­вия го­мео­ста­за обыч­но кон­тро­ли­ру­ют­ся ус­ло­вия­ми жиз­ни, ос­та­ва­ясь в то же вре­мя под­вер­жен­ны­ми во­ле­вым воз­дей­ст­ви­ям, как соз­на­тель­ным, так и под­соз­на­тель­ным, и это со­про­тив­ле­ние на­до пре­одо­леть, ес­ли вы хо­ти­те из­ме­нить со­стоя­ние соз­на­ния. Субъ­ек­тив­ные пе­ре­жи­ва­ния воз­дей­ст­вия би­нау­раль­ных рит­мов мо­гут быть обу­слов­ле­ны це­лым ря­дом про­ме­жу­точ­ных фак­то­ров. Важ­ны, на­при­мер, же­ла­ние и спо­соб­ность слу­шаю­ще­го рас­сла­бить­ся и сфо­ку­си­ро­вать вни­ма­ние. "Ульт­ра­ди­ан­ные рит­мы в нерв­ной сис­те­ме обу­слав­ли­ва­ют пе­рио­ди­че­ские из­ме­не­ния сте­пе­ни про­бу­ж­ден­но­сти и со­стоя­ния соз­на­ния в це­лом" (Rossi, 1986; Shannahoff-Khalsa, 1991; Webb & Dube, 1981). Эти ес­те­ст­вен­ные сдви­ги в соз­на­нии, воз­мож­но, яв­ля­ют­ся при­чи­ной не­ко­то­рых уст­ных сви­де­тельств о не­по­сто­ян­ст­ве воз­дей­ст­вия би­нау­раль­ных рит­мов. Не ис­клю­че­но так­же влия­ние дру­гих внеш­них фак­то­ров."(Owens & Atwater, 1995) На­при­мер, го­во­рят, что вос­при­им­чи­вость к би­нау­раль­но­му рит­му уси­ли­ва­ет­ся при на­ло­же­нии на не­го бе­ло­го шу­ма (Oster, 1973), по­это­му бе­лый шум час­то ис­поль­зу­ет­ся в ка­че­ст­ве фо­на в по­доб­но­го ро­да фо­но­грам­мах. "Для уси­ле­ния воз­дей­ст­вия би­нау­раль­ных бие­ний на со­стоя­ние соз­на­ния ис­поль­зо­ва­лись и му­зы­ка, и на­прав­лен­ное во­об­ра­же­ние, и сло­вес­ные вну­ше­ния" (Owens & Atwater, 1995). Для "сло­ма" бес­соз­на­тель­но­го внут­рен­не­го про­ти­во­дей­ст­вия не­ко­то­рых уча­ст­ни­ков в ка­че­ст­ве фо­на ис­поль­зо­ва­лись так­же гу­де­ние, то­ни­ро­ва­ние, ды­ха­тель­ные уп­раж­не­ния, ау­то­ген­ная тре­ни­ров­ка и/или био­об­рат­ная связь (Tart, 1975).

Рит­мы моз­га и соз­на­ние

Спо­ры по по­во­ду свя­зи моз­га, ума, соз­на­ния и те­ла не ути­ха­ют со вре­мен ран­них гре­че­ских фи­ло­со­фов. Со­вре­мен­ные ней­ро­фи­зио­ло­ги за­пер­ли соз­на­ние в моз­ге и счи­та­ют его ре­зуль­та­том элек­тро­хи­ми­че­ской ак­тив­но­сти ней­ро­нов. Су­ще­ст­ву­ют, од­на­ко, сви­де­тель­ст­ва про­ти­во­по­лож­но­го по­ряд­ка, при­чем ко­ли­че­ст­во их все воз­рас­та­ет. Дей­ст­ви­тель­но, ни­ка­кие ней­ро­фи­зио­ло­ги­че­ские ис­сле­до­ва­ния убе­ди­тель­но не по­ка­за­ли, что выс­шие фор­мы соз­на­ния (ин­туи­ция, оза­ре­ние, твор­че­ст­во, во­об­ра­же­ние, мыш­ле­ние, по­ни­ма­ние, су­ж­де­ние, умо­зак­лю­че­ние, на­ме­ре­ние, ре­ше­ние, зна­ние, во­ля, дух и ду­ша) рас­по­ло­же­ны в тка­нях моз­га (Hunt, 1995). Раз­ре­ше­ние про­ти­во­ре­чий, свя­зан­ных с выс­ши­ми фор­ма­ми соз­на­ния и са­мо­осоз­на­ни­ем, а так­же с взаи­мо­дей­ст­ви­ем ума-те­ла во­об­ще, воз­мож­но, тре­бу­ет эпи­сте­мио­ло­ги­че­ско­го сдви­га, что­бы вклю­чить вне-ра­цио­наль­ные спо­со­бы по­зна­ния (de Quincey, 1994), по­то­му что не мо­жет быть про­из­ве­де­но на ос­но­ве толь­ко ней­ро­хи­ми­че­ских ис­сле­до­ва­ний моз­га. Мы сей­час пе­ре­жи­ва­ем ре­во­лю­ци­он­ный пе­ри­од в ис­сле­до­ва­нии соз­на­ния (Owens, 1995). Пен­филд, вы­даю­щий­ся со­вре­мен­ный ней­ро­фи­зио­лог, от­крыл, что ум че­ло­ве­ка про­дол­жа­ет ра­бо­тать да­же при ане­сте­зии, не­смот­ря на пол­но­стью по­дав­лен­ную ак­тив­ность моз­га. Элек­три­че­ские вол­ны в моз­ге при этом прак­ти­че­ски не фик­си­ру­ют­ся, хо­тя ум ос­та­ет­ся поч­ти столь же ак­тив­ным, что и в бодр­ст­вую­щем со­стоя­нии. Един­ст­вен­ная раз­ни­ца со­сто­ит в со­дер­жи­мом ума. Вслед за Пен­фил­дом дру­гие ис­сле­до­ва­те­ли (Hunt, 1995) под­твер­ди­ли на­ли­чие соз­на­ния в ко­ма­тоз­ном со­стоя­нии, и все боль­ше по­яв­ля­ет­ся дан­ных о воз­мож­ной дея­тель­но­сти соз­на­ния в ус­ло­ви­ях ре­ду­ци­ро­ван­ной кор­ти­каль­ной ак­тив­но­сти (Fischer, 1971; West 1980; Delmonte, 1984; Goleman 1988; Jevning, Wallace, & Beidenbach, 1992; Wallace, 1986; Mavromatis, 1991). Эти со­стоя­ния опи­сы­ва­ют­ся как тран­со­вые, ме­ди­та­тив­ные, из­ме­нен­ные, гип­но­ти­че­ские, гип­на­го­ги­че­ские и су­ме­реч­ные (Budzynski, 1986). Обоб­щая, мож­но ска­зать, что са­мые раз­лич­ные фор­мы из­ме­нен­ных со­стоя­ний име­ют в сво­ей ос­но­ве под­дер­жа­ние ак­тив­но­сти соз­на­ния при со­кра­ще­нии фи­зио­ло­ги­че­ской ак­тив­но­сти, от­ме­чен­ной па­ра­сим­па­ти­че­ской до­ми­нан­той (Mavromatis, 1991). Не­дав­ние ис­сле­до­ва­ния фи­зио­ло­гии вы­со­ко гип­на­бель­ных ис­пы­туе­мых и мас­те­ров ме­ди­та­ции по­ка­за­ли, что во вся­ком слу­чае от­дель­ные лю­ди, дей­ст­ви­тель­но мо­гут под­дер­жи­вать дея­тель­ность соз­на­ния при по­дав­лен­ной кор­ти­каль­ной ак­тив­но­сти, ли­бо в ви­де ес­те­ст­вен­ной спо­соб­но­сти, ли­бо в ви­де вы­ра­бо­тан­но­го на­вы­ка (Sabourin, Cutcomb, Crawford, & Pribram, 1993). Все боль­шее чис­ло уче­ных вы­ра­жа­ют со­мне­ние по по­во­ду ней­ро­фи­зио­ло­ги­че­ской мо­де­ли взаи­мо­дей­ст­вия те­ла и соз­на­ния, по­сколь­ку она не мо­жет от­ве­тить на слиш­ком боль­шое чис­ло во­про­сов о на­ших обыч­ных пе­ре­жи­ва­ни­ях, не го­во­ря уже о мис­ти­че­ских или ду­хов­ных. Од­них толь­ко на­уч­ных дан­ных, под­твер­ждаю­щих фе­но­мен даль­но­ви­де­ния, уже дос­та­точ­но, что­бы по­ка­зать, что соз­на­ние и ум — от­нюдь не ло­каль­ные яв­ле­ния (McMoneagle, 1993).

Но ес­ли ум и соз­на­ние не то­ж­де­ст­вен­ны моз­гу, по­че­му нау­ка свя­зы­ва­ет их с вол­на­ми в моз­ге? И по­че­му HEMISYNC ис­поль­зу­ет би­нау­раль­ные рит­мы для влия­ния на час­то­ты этих волн? Пер­вый во­прос мож­но све­сти к ме­то­ди­ке из­ме­ре­ния — нет объ­ек­тив­ных ин­ст­ру­мен­таль­ных спо­со­бов из­ме­рить ум или соз­на­ние. По-ви­ди­мо­му, это фе­но­ме­ны, об­ла­даю­щие свой­ст­ва­ми по­ля, ко­то­рое взаи­мо­дей­ст­ву­ет с те­лом и нерв­ны­ми струк­ту­ра­ми моз­га (Hunt, 1995). Со­вре­мен­ное обо­ру­до­ва­ние не по­зво­ля­ет из­ме­рить это по­ле не­по­сред­ст­вен­но. С дру­гой сто­ро­ны, элек­три­че­ские по­тен­циа­лы волн в моз­ге лег­ко ко­ли­че­ст­вен­но из­ме­рить. Про­бле­ма здесь за­клю­ча­ет­ся в пе­ре­уп­ро­ще­нии на­блю­де­ния. Из­ме­рен­ные в моз­ге кар­ти­ны ЭЭГ яв­ля­ют­ся ре­зуль­та­том элек­три­че­ской ак­тив­но­сти ней­ро­нов моз­га. Но эта ак­тив­ность не есть соз­на­ние и ум. То есть ЭЭГ — все­го лишь не­пря­мой спо­соб дос­ту­па к взаи­мо­дей­ст­вию ума-соз­на­ния с ней­рон­ны­ми струк­ту­ра­ми моз­га. При всей сво­ей гру­бо­сти, ЭЭГ бы­ла на­деж­ным спо­со­бом оцен­ки со­стоя­ния соз­на­ния на ос­но­ве про­пор­ций оп­ре­де­лен­ных ЭЭГ-час­тот. Дру­ги­ми сло­ва­ми, оп­ре­де­лен­ные кар­ти­ны ЭЭГ ис­то­ри­че­ски свя­за­ны c оп­ре­де­лен­ны­ми со­стоя­ния­ми соз­на­ния. Сто­ит иметь вви­ду, ес­ли по­смот­реть со­вре­мен­ную ли­те­ра­ту­ру по ЭЭГ, что ес­ли воз­ни­ка­ет оп­ре­де­лен­ная кар­ти­на на ЭЭГ, то она увя­зы­ва­ет­ся с оп­ре­де­лен­ным со­стоя­ни­ем соз­на­ния.

Вто­рой во­прос, под­ня­тый в пре­ды­ду­щем аб­за­це, тре­бу­ет бо­лее слож­но­го объ­яс­не­ния. Про­цесс HEMISYNC вклю­ча­ет та­кое мощ­ное сред­ст­во как воз­дей­ст­вие би­нау­раль­ных рит­мов по­то­му, что из­ме­не­ние элек­тро­хи­ми­че­ской сре­ды моз­га по­зво­ля­ет из­ме­нить­ся уму-соз­на­нию. Ко­гда од­но­вре­мен­но с под­дер­жа­ни­ем осоз­нан­но­сти мозг за­хва­чен низ­ки­ми час­то­та­ми, воз­ни­ка­ет уни­каль­ное со­стоя­ние. Прак­ти­кую­щие HEMISYNC на­зы­ва­ют это гип­на­го­ги­че­ское со­стоя­ние "ум бодр­ст­ву­ет/те­ло спит". На­ли­чие не­мно­го бо­лее вы­со­ких час­тот в моз­ге мо­жет при­вес­ти к со­стоя­ни­ям сверх-вну­шае­мо­сти. Со­стоя­ния с еще бо­лее вы­со­ки­ми час­то­та­ми ЭЭГ свя­за­ны с бодр­ст­во­ва­ни­ем и фо­ку­си­ро­ван­ной ум­ст­вен­ной ак­тив­но­стью, не­об­хо­ди­мой для оп­ти­маль­но­го вы­пол­не­ния мно­гих за­дач. Вос­при­ни­мае­мая ре­аль­ность за­ви­сит от со­стоя­ния соз­на­ния вос­при­ни­маю­ще­го (Tart, 1975). Не­ко­то­рые со­стоя­ния су­жа­ют это вос­при­ятие, в то вре­мя как дру­гие, на­обо­рот, рас­ши­ря­ют. В боль­шин­ст­ве сво­ем со­стоя­ния соз­на­ния из­ме­ня­ют­ся в от­вет на воз­дей­ст­вие по­сто­ян­но ме­няю­щей­ся внут­рен­ней и внеш­ней сре­ды. На­при­мер, со­стоя­ние соз­на­ния мо­гут из­ме­нить пси­хо­троп­ные ве­ще­ст­ва и цир­кад­ные и ульт­ра­ди­ан­ные рит­мы (Rossi, 1986; Shannahoff-Khalsa, 1991; Webb & Dube, 1981). Осо­бым со­стоя­ни­ям соз­на­ния мож­но так­же нау­чить­ся как раз­но­вид­но­сти адап­тив­но­го по­ве­де­ния (Green and Green, 1986). Про­цесс HEMISYNC обес­пе­чи­ва­ет дос­туп к ши­ро­ко­му на­бо­ру пе­ре­жи­ва­ний из­ме­нен­ных со­стоя­ний.