Ритм и темп тесно связаны с движением. Поэтому не так уж и странно, что при прослушивании ритмичной музыки активируются те мозговые структуры, которые отвечают за движение и моторику. Но сперва давайте вернемся назад и вспомним, что ритм в своей простейшей форме — это равномерно повторяющиеся в течение какого-то периода времени группы звуков. Чтобы узнавать ритм, у мозга должно быть представление о времени и он должен запоминать звуковые частоты одновременно с их воспроизведением. Только так он сможет узнавать повторения группы звуков в режиме реального времени. Но, чтобы разгадать загадку ритма, сначала нужно разобраться с восприятием времени и памятью — а у этих явлений есть свои тайны. И оба эти явления пока остаются загадкой для ученых.

Итак, начнем с чувства времени. Мы воспринимаем время весьма субъективно. Когда нам хорошо, мы говорим, что оно «летит», когда нам скучно, оно тянется ужасно медленно.

Зато когда мы вспоминаем прошлое, все в точности до наоборот. Если в январе и феврале случилось много всего, Рождество кажется очень далеким событием, хотя прошло всего два месяца. А если за это время, наоборот, не произошло ничего особенного, у нас создается ощущение, что Рождество было совсем недавно. Многие также считают, что в детстве время текло медленнее.

Три года в начальной школе длились целую вечность, а молодость каждый из нас со временем начинает воспринимать как значительный этап, хотя на самом деле она составляет лишь небольшую часть жизни. Может показаться, что память сравнивает все, что случилось с нами в последнее время, с событиями прошлого, которые в ней хранятся. Потому 70-летний человек не помнит практически ничего о последней неделе, хотя помнит очень многое о том, что он пережил ранее. Для трехлетнего ребенка, напротив, неделя составляет довольно значительную часть жизни — и время, по его ощущениям, идет медленнее. Год для него составляет треть всей жизни. А для 70-летнего человека год жизни — это лишь семидесятая ее часть. По математическим подсчетам, середина жизни — если говорить субъективно — приходится примерно на 17 лет. Большинству из нас даже страшно о таком подумать.

К счастью, для восприятия времени математика нам не нужна. Но есть еще одно объяснение, почему ход времени ускоряется с возрастом. На его восприятие накладывают отпечаток эмоции. Например, эмоционального человека мы будем помнить дольше, чем спокойного, даже если в реальности мы смотрели на обоих одинаково долго. Также доказано, что восприятие времени неодинаково у людей, говорящих на языках, принадлежащих разным языковым группам. Ваш родной язык — будь то китайский или английский — тоже влияет на внутренние часы.

На восприятие времени влияет и музыка. Был проведен следующий эксперимент: в приемном отделении периодически ставили музыку. Хотя время ожидания врача было совершенно одинаковым, для тех пациентов, которые слушали музыку, оно показалось более коротким, чем тем, кто ждал в тишине. Еще один эксперимент продемонстрировал, что восприятие времени не зависит от самой музыки, а третий, напротив, показал, что с веселой музыкой время ожидания идет быстрее, чем с грустной, хотя музыкальные произведения длились одинаковое время.

Даже самые простые движения — например, поднять руку или пошевелить пальцем — в действительности очень сложны. Все движения требуют синхронного последовательного сокращения мышц, а также расслабления мышц-антагонистов, выполняющих движение в противоположном направлении. Исходя из ответной реакции сенсоров в мышцах и суставах, мозг корректирует и оптимизирует движение в соответствии с его целью. Для этого, естественно, он должен правильно рассчитать время. В какой-то степени восприятие времени и движение могут рассматриваться как две стороны одного и того же мозгового процесса. Психолог Уильям Джеймс еще в 1890 году предположил, что для мозга время — это скорее эмоциональное впечатление, а не физическая величина. Так он начал дискуссию о центре времени в мозге и поиск мозговых структур, отвечающих за чувство времени. В нас встроены различные биологические часы — циркадные ритмы, менструальный цикл и многие другие, но наука пока не обнаружила в мозге зону, которая выполняет общую «часовую функцию» и способна измерять время, подобно наручным часам или компьютеру. Но исследования мозга с помощью фМРТ, ПЭТ и прочих технологий визуализации, во время которых испытуемые выполняли разные задания, связанные со временем, показали, что за последовательные движения отвечают несколько мозговых структур — и они в том числе отслеживают время.

Мозжечок (cerebellum), если говорить упрощенно, отвечает за плавность, контроль и координацию движений. Но двигаться нас заставляет не он, а высшие отделы нервной системы, а именно теменная доля коры мозга. Затем сигнал отсылается в мозжечок — он точно рассчитывает активность наших мышц, последовательность действий и временные интервалы. Для этого он должен очень хорошо уметь измерять время. Если нам, например, нужно держать ровный ритм, топая ногой или хлопая в ладоши, именно мозжечок рассчитывает время между сокращениями мышц.

Базальные ганглии — это скопления нейронных ядер в глубине мозга, необходимые для планирования и инициирования как простых движений, так и сложных моторных программ. Базальные ядра тоже хорошо умеют измерять время. Пациенты, у которых они пострадали в результате травм или болезней, кроме проблем с выполнением движений имеют также трудности с отсчетом времени. Особенно ярко это выражено у тех, кто страдает болезнью Паркинсона. Заболевание ведет к разрушению вырабатывающих дофамин нервных клеток в срединном мозге — в той части базальных ганглиев, которая называется «черная субстанция» (substantia nigra). Свое название она получила благодаря содержащемуся в ней мелатонину — пигменту, который окрашивает нашу кожу в коричневый, когда мы загораем. Клетки, вырабатывающие нейромедиатор дофамин, исчезают, и в результате возникает нехватка дофамина в полосатом теле — одном из ядер базальных ганглиев. Болезнь приводит и к двигательным проблемам — движения больных становятся медленными и неритмичными. Когда врачи проверяют способность пациентов с болезнью Паркинсона измерить время, например просят их оценить длину разных временных интервалов исходя из внутренних ощущений, выясняется, что короткие интервалы они скорее оценивают как длинные, а длинные — как короткие. Однако картина меняется, если пациенты принимают лекарства, стимулирующие выработку дофамина, — их движения нормализуются. Тот факт, что нейромедиатор дофамин важен для восприятия и обработки времени, доказан также экспериментами с людьми, употребляющими амфетамин. Амфетамин повышает уровень дофамина в мозге, и из-за этого человеку кажется, что время течет быстрее. Медикаменты, которые снижают уровень дофамина в мозге, дают противоположный эффект: людям, принимающим их, кажется, что время идет медленнее. Речь идет, например, о некоторых антипсихотических лекарственных средствах, применяемых для подавления галлюцинаций.

Ритм состоит из повторяющихся звуковых единиц — например, раз-два-три, раз-два-три, раз-два-три у вальса или раз-два-три-четыре, раз-два-три-четыре у марша. Чтобы почувствовать ритм, нужно, помимо всего прочего, измерять временные интервалы и запоминать их. Необходимо запоминать удары и интервалы между ними, чтобы узнавать их и предугадывать следующие. Именно благодаря ожиданию следующего удара мы чувствуем, как пульсирует музыка, и у нас на интуитивном уровне появляется желание двигаться в ее ритме.