Обработка абстрактных регулярностей в мозге человека при дихотическом прослушивании

Как мозг отслеживает звуковые закономерности

Повседневная жизнь полна повторяющихся звуков — от шума транспорта до музыки. Мозг тихо усваивает закономерности в этих звуках, чтобы уметь заметить, когда происходит что‑то неожиданное, например фальшивая нота в мелодии. В этом исследовании изучают, как мозг выполняет такое отслеживание, когда в каждое ухо одновременно подаются разные звуки, и что происходит, когда внимание сосредоточено или рассеяно.

Прослушивание правил в восходящих и нисходящих тонах

Исследователи использовали простые последовательности тонов, которые либо неуклонно повышались, либо понижались по высоте, подобно гамме на пианино. Большую часть времени тоны следовали этому правилу, но время от времени один тон нарушал его, двигаясь в противоположном направлении. Эти редкие «нарушающие» тоны вставлялись в две ситуации прослушивания. В одной — один и тот же нисходящий паттерн звучал в обоих ушах. В другой — в одном ухе звучал восходящий паттерн, а в другом — нисходящий, так что мозгу приходилось одновременно отслеживать два противоположных правила.

Измерение сигнала «удивления» мозга

Пока участники слушали, команда регистрировала электрическую активность скальпа с помощью электродов. Хорошо известный ответ мозга, называемый mismatch negativity, выступает как своего рода сигнал удивления: он появляется, когда звук нарушает ожидаемую закономерность, даже если человек не обращает на него внимания. Участников иногда просили игнорировать звуки и смотреть немое кино, а иногда — внимательно слушать и нажимать кнопку всякий раз, когда в выбранном ухе они слышали нарушающий правило тон.

Две закономерности одновременно без активного внимания

Когда участники смотрели фильм и игнорировали звуки, мозг всё равно генерировал чёткий сигнал удивления на нарушающие правило тоны. Это происходило не только тогда, когда один поток тонов звучал в обоих ушах, но и когда одновременно играли два разных потока — один восходящий и один нисходящий. Иными словами, мозг автоматически разделял потоки, усваивал две противоположные правила и фиксировал нарушение любого из них, причём всё это происходило без намеренного внимания слушателя.

Внимание меняет то, что замечает мозг

Ситуация менялась, когда людей просили сосредоточиться на одном ухе и нажимать кнопку при его редких нарушениях. Теперь сигнал удивления наблюдался только на тоны в ухо, которому уделяли внимание. Нарушающие правило тоны в игнорируемом ухе больше не вызывали этой автоматической реакции. Данные также показали другие мозговые волны, связанные с сознательным обнаружением и принятием решений, что подтверждает: слушатели действительно концентрировались на указанном ухе, а сильная фокусировка ослабляла обработку звуков с противоположной стороны.

Что это значит для повседневного слуха

В совокупности результаты показывают, что мозг удивительно хорошо умеет строить отдельные звуковые шаблоны из сигналов обоих ушей одновременно и замечать нарушения этих шаблонов даже без усилий. Вместе с тем исследование демонстрирует, что эта способность не полностью независима от внимания. Когда мы сильно фокусируемся на одном потоке звука, автоматический детектор изменений в мозге может замолкнуть для звуков, приходящих из других источников. Этот баланс между ненапряжённым мониторингом и целенаправленным прослушиванием помогает объяснить, как мы ориентируемся в шумной среде и при этом улавливаем важные изменения, когда это необходимо.

Цитирование: Paavilainen, P., Karjalainen, L., Nousiainen, A. et al. Processing of abstract regularities in the human brain during dichotic listening. Sci Rep 16, 16098 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-47637-w

Ключевые слова: аудиторное внимание, реакции мозга, звуковые шаблоны, дихотическое прослушивание, несоответствие (mismatch negativity)