В одном эксперименте приняли участие 40 добровольцев. Команда выбрала три музыкальных фрагмента длительностью от 168 до 515 секунд, которые не содержали текстов и не были хорошо знакомы участникам. Таким образом, ассоциативная память не могла повлиять на реакцию слушателей. При этом выбранные фрагменты имели свою эмоциональную окраску – грустную либо счастливую.
Пока добровольцы слушали музыку, исследователи сканировали их мозг с помощью магнитно-резонансной томографии.
В другом эксперименте измерялась физическая реакция 60 человек. Пока они слушали музыку в наушниках, учёные следили за их сердечной деятельностью и показателем, известным как электрическая активность кожи (он связан с активностью потовых желёз).
Эта же группа участников также оценивала интенсивность своих эмоций (счастливых или грустных), вызванных музыкой, по шкале от одного до десяти.
Также команда рассмотрела 74 музыкальные характеристики, которые могли повлиять на восприятие добровольцев.
Обработку полученных данных учёные доверили алгоритмам искусственного интеллекта.
В результате выяснилось, что динамика, регистр, ритм и гармония играли ключевую роль в прогнозировании реакции слушателя.
Результаты МРТ-сканирования показали, что музыка оказывала особенно заметное влияние на части мозга, которые обрабатывают информацию от органов слуха, – это поперечная височная извилина (также известна как извилина Гешля) и верхняя височная извилина.
В частности, мозг реагировал на чёткость пульсации, или силу удара. (На основе метрической пульсации выстраивается ритм.)
Авторы также обнаружили, что изменение динамики, ритма и тембра, а также введение новых инструментов вызывает всплеск реакции в обозначенных извилинах. Другими словами, важное значение имеет тот или иной контраст.
Таким образом, прослушивание целого альбома в стиле блэк-метал, который звучит неизменно громко, вероятно, не вызовет столь мощной реакции, как, скажем, песня "Нирваны" Smells Like Teen Spirit, где присутствуют явные контрасты, приводят пример исследователи."Работа автора песен – заставить вас испытать эмоции за три минуты, и динамическая изменчивость – один из способов достичь этого", – уверен ведущий автор исследования Тимоти Грир (Timothy Greer), который сам является композитором и музыкантом.
Между тем кожно-гальваническая реакция добровольцев усиливалась при вступлении нового инструмента или нарастании силы звука (крещендо).
Кроме того, наиболее стимулирующим (в том числе эмоции) моментам предшествовало повышение уровня сложности произведения. По сути, чем больше инструментов звучало, тем больше людей продемонстрировали эмоциональный отклик (связанный с грустью или радостью, в зависимости от "настроения" произведения).
При этом изменение громкости, ритма и тональности коррелировало с повышением частоты сердечных сокращений слушателей.
И ещё одно любопытное наблюдение: самые грустные эмоции у участников вызвала музыка в тональности соль-минор, а самой грустной нотой в этой тональности оказалась фа-диез (F#).
Авторы уверены, что исследования такого рода будут полезны при составлении списков музыкальных произведений для занятий спортом, релаксации и медитации, а также терапевтического применения.
Кстати, ранее было установлено, что музыкотерапия оказывает благоприятное воздействие на недоношенных детей, пациентов с ограниченными возможностями и слабоумием.
"С точки зрения терапии, музыка – действительно хороший инструмент, чтобы вызывать [определённые] эмоции и улучшать настроение. Используя это исследование, мы можем разработать музыкальные стимулы для лечения депрессии и других расстройств", – отметила соавтор работы Ассал Хабиби (Assal Habibi).
В дальнейшем команда намерена выяснить, какие музыкальные произведения позволяют манипулировать человеческими эмоциями наиболее эффективно и насколько хорошо композиторам удаётся "передавать" слушателям их музыки то или иное настроение.
О проделанной работе команда отчиталась на конференции ACM Multimedia 2019. Полный текст научной статьи доступен в формате PDF.
