Электрический ключ к прекрасному

Ученые Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН и сотрудники Русского музея исследуют нейрофизиологические механизмы восприятия произведений живописи. На данном этапе их цель — распознать, какие биоэлектрические процессы идут в мозге художника в момент создания картины и что происходит в мозге людей, созерцающих произведение искусства.

Фото: Предоставлено Художественной Галереей «Мансарда художников» / Юрий Потапов

Врубель, шлем и провода

Двое мужчин в черных прорезиненных сетчатых шлемах, соединенных проводками с прибором на груди и ноутбуком за спиной, с компьютерной мышью в руках стоят у картин Врубеля в Русском музее. Пока они созерцают прекрасное, под их шлемами идут биоэлектрические процессы, которые фиксируют электроэнцефалографы. Так со стороны выглядит научный эксперимент в рамках культурно-научного проекта по нейроэстетике, о котором договорились в январе прошлого года Государственный Русский музей и ученые из ИЭФБ РАН.

«Если говорить простым языком, задачи исследования — понять, как именно наш мозг воспринимает произведения искусства, какие механизмы лежат в основе эстетических переживаний человека в такие моменты,— говорит директор ИЭФБ член-корреспондент РАН Михаил Фирсов.— Восприятие, обработка и оценка прекрасного тесно связаны с особенностями работы наших сенсорных систем, с одной стороны, биологических, с другой — когнитивных и метакогнитивных потребностей и способностей. Это исследование важно для развития фундаментальных представлений о биологических основах человеческой психики и их эволюции»,

Особая ценность подобных исследований состоит в том, что они проводятся не только в лаборатории, но и, как говорят ученые, in situ, в «естественной среде»: в залах музеев и в художественных мастерских. Ведь ученым хорошо известно, что человек оценивает произведения искусства в музее иначе, чем в лабораторных условиях. Всего в эксперименте на базе художественных экспозиций приняли участие более 100 человек. А начиналось все с исследования нейрофизиологических характеристик творчества в мастерских художников.

Первыми «подопытными» тогда согласились стать пять петербургских художников. Для того чтобы ученые поняли, что происходит в их мозге во время написания с нуля задуманной картины, каждый из них трудился над своим произведением в мастерской под контролем ученых, снимавших с помощью приборов сигналы головного мозга художника. Эти многочасовые исследования пока продолжаются. По плану, наука должна получить нейрофизиологическое описание разных стадий художественного творчества — от задумки художником сюжета, композиции и эскизирования до финальной реализации своего произведения в цвете.

«Это был очень новый, интересный и одновременно сложный опыт. Экипированный специальным оборудованием, я рисовал картины больше пяти часов, мои коллеги чуть меньше, но работали мы по-настоящему. Одновременно с нашими действиями считывались сигналы мозга во время разных стадий рисования, которые ученые хотят научиться различать. А там был и творческий ступор — почти паника от того, что процесс, над которым ты долго и тяжело трудился, зашел в тупик. И прорыв, воодушевление — когда наконец удавалось довести произведение до задуманного. Мы создали немало хороших картин за время нашего эксперимента и, к слову сказать, они вызывают интерес у понимающих в искусстве людей и пользуются спросом»,— говорит участник исследования и соучредитель петербургской «Мансарды художников» Юрий Потапов.

Музейная энцефалография

В прошлом году автор и инициатор исследования — ведущий научный сотрудник ИЭФБ, кандидат биологических наук Наталья Шемякина, заведующая отделом «Центр мультимедиа Русского музея» Светлана Бирюкова и художник Юрий Потапов привлекли в проект в качестве зрителей более сотни волонтеров разных возрастных групп, от 18 до 70 лет, с разнообразным художественным опытом.

Пилотное исследование проходило в Новосибирске на выставке наивного искусства арт-группы СНЕГ, там участниками стали 35 волонтеров в возрасте от 18 до 45 лет. Затем работа продолжилась в Санкт-Петербурге в Русском музее, где в исследованиях приняли участие 65 человек, включая волонтеров в возрасте 50–70 лет. Целью этого направления исследований была фиксация нейрофизиологических характеристик восприятия, обработки и эстетической оценки произведений живописи разных стилей и жанров людьми разных возрастов и степени вовлеченности в искусство.

Прекрасное как наркотик

До XVIII века определения для чувственного познания прекрасного не существовало, пока немецкий философ Александр Баумгартен не ввел в науку понятие «эстетика». В середине XIX века Герман Гельмгольц, который тогда преподавал анатомию в берлинской Академии художеств, формулирует трехкомпонентную теорию цветового ощущения: в сетчатке глаза человека есть только три типа «определенных элементов», чувствительных к свету с длиной волн, соответствующих красному, зеленому и синему цвету, а остальные цвета мы видим в результате взаимодействия этих элементов. Экспериментально его теория была доказана только спустя сто лет, и цвета при этом оказались другими (фиолетовый, зеленый, желтый). Но в викторианскую эпоху пара и прогресса отношение к науке было более трепетным, чем сейчас. Продвинутые импрессионисты начали писать тремя чистыми цветами Гельмгольца в паре с комплементарными им цветами, что впоследствии дало основание назвать их манеру «оптическим реализмом».

Но экспериментальные исследования физиологических основ восприятия произведений искусства начались намного позже, и только в начале 1990-х Семиром Зеки из Университетского колледжа Лондона было предложено название для этой науки — нейроэстетика. В ходе эксперимента первого в мире профессора нейроэстетики Зеки, когда 40 испытуемых в течение часа рассматривали полотна Леонардо да Винчи, Боттичелли и Моне, ему с помощью приборов удалось доказать, что в процессе созерцания полотен его подопытными в их мозге происходили довольно активные нейрохимические и психофизиологические процессы. С помощью МРТ был, в частности, зарегистрирован рост примерно на 10% активности глубокой лимбической системы (находится в глубине мозга, отвечает за эмоции и воспоминания), префронтальной коры (находится под лобной костью, отвечает за логику и принятие решений) и орбитальной коры (находится под префронтальной корой и отвечает за систему награды).

Примерно в то же время адъюнкт-профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего Вилейанур Рамачандран получил еще один интересный экспериментальный результат. По его данным, постижению прекрасного сопутствует несколько последовательных событий: мозг анализирует изображение на картине, отдельные части изображения, а когда составляет его в единый образ, в мозге повышается концентрация «гормонов радости». Если же изображение простое, на основе которого нельзя составить сюжет и подумать над ним, то концентрация гормонов нейромедиаторов счастья не растет, эмоции не такие яркие, мозг не получает удовольствия от разгаданного скрытого смысла изображения, человек теряет к нему интерес.

Справедливости ради надо сказать, что для ныне уже профессора, директора Исследовательского центра высшей нервной деятельности Калифорнийского университета и автора бестселлера «Фантомы мозга» Вилейанура Рамачандрана эти исследования были не главными в области его научных интересов. Но именно они интересны неученому народу во всем мире. Вилейанур Рамачандран и Семир Зеки (сейчас он уже член Лондонского Королевского общества и академик еще нескольких европейских академий наук) — частые гости на ТВ, гастролируют с лекциями по университетам. А профессор Зеки даже устраивает персональные выставки собственных произведений (самая известная из них под названием «Белое на белом: за пределами Малевича» проходила в 2011 году в миланском музее современного искусства). Но что гораздо важнее для них как ученых, они не испытывают никаких проблем с финансированием своих исследований.

Иными словами, несмотря на пока весьма скромные результаты, наука нейроэстетика сейчас на взлете. И странно было бы обратное, ведь именно в этой науке трансцендентность (непознаваемость опытным путем) прекрасного впервые дала трещину.

Участники экспериментов свободно перемещались по экспозициям музея. На голове у каждого из них тоже был надет прорезиненный шлем с электродами, на груди крепился сам электроэнцефалографический прибор, на плече — регистрирующая и синхронизованная с ЭЭГ видеокамера, за плечами — регистрирующий компьютер, в руках — кнопка-отметчик событий. Волонтеры нажимали эту кнопку всякий раз, фиксируя новый этап своих действий. Например, когда начинали рассматривать и изучать произведение живописи или когда оценивали его субъективную привлекательность.

«Волонтеры должны были пройти по Русскому музею и посетить три экспозиции: монографическую выставку Врубеля, выставку, посвященную столетию реставрации от икон до постмодернизма с ее самыми известными шедеврами и выставку искусства XX века в собрании Русского музея,— рассказывает Светлана Бирюкова.— В конце маршрута мы спрашивали всех, зачем они пришли в музей, и большая часть волонтеров ответила, что они приходили наслаждаться искусством. Но что это значит? Тем более что искусством ХХ века, таким неоднозначным и противоречивым, наслаждаться непросто. Тут только приборы дадут самую точную информацию — как воспринял мозг посетителя то или иное полотно, написанное век назад».

Как мозг понимает искусство

«Мы регистрируем ЭЭГ, то есть биоэлектрическую активность мозга человека. Поэтому в первую очередь говорим не о структурах мозга, а о соотношении частот в разных зонах коры и соотношении мощностей биоэлектрических сигналов мозга в диапазонах ЭЭГ-частот — дельта, тета, альфа, бета при восприятии и анализе субъективно привлекательных и непривлекательных произведений живописи,— поясняет Наталья Шемякина.— Безусловно, некоторые математические модели могут позволить нам привязать наши биоэлектрические находки к рассуждениям в терминах структур мозга. Метод ЭЭГ/ВП просто скорее приближает нас к возможности выделения различных стадий, этапов восприятия и анализа произведения искусства».

Ученые рассматривают эстетическое восприятие в целом как сложный многоуровневый процесс, включающий перцептивный, эмоциональный и когнитивный компоненты. При восприятии произведения живописи важны форма объектов, цвет, яркость красок, композиция, сюжет картины, исторический контекст и новизна художественного произведения. «В работу включаются рецепторы, зрительная кора, подкорковые ядра системы вознаграждения, дофаминовые пути, часть медиальной префронтальной коры, перекрывающаяся с сетью пассивного режима работы головного мозга, орбитофронтальная кора»,— говорит Наталья Шемякина.

Кое-что ученые уже выяснили. При эстетических переживаниях, когда человек смотрит на ту или иную картину, активация структур системы награды происходит автоматически. Также доказано, что если человеку понравилось произведение живописи, происходит активация орбитофронтальной коры, расположенной в лобных долях мозга, а в затылочно-височной области коры есть зоны, активирующиеся в ответ на эстетическую оценку архитектурных произведений искусства.

Живопись для всех

Один из важных вопросов нейроэстетики — существует ли в мозге человека универсальный механизм восприятия красоты живописи? Однако ответ на этот вопрос, как и на многие другие, будет дан не раньше, чем эксперимент закончится. Пока что ученые находятся в середине пути и получили только промежуточные результаты. После двух часов в музее самочувствие, активность и настроение людей одинакового возраста (художников и нехудожников) не снижались. Однако молодые посетители (18–45 лет) выставок после двухчасового исследования чувствовали себя более усталыми, в то время как у 50–70-летних участников и самочувствие, и активность, и настроение не изменились. Замечено также, что настроение у зрителей прекрасного в обоих случаях не ухудшалось.

«В будущем наша работа даст возможность сравнить между собой нейрофизиологические характеристики молодых и более старших посетителей экспозиций, определить топографии различий при восприятии рассмотрения ими одних и тех же художественных изображений, а также затронуть вопросы конкретных объективных характеристик состояния человека в моменты эстетических переживаний с учетом возраста и художественного опыта»,— говорит Наталья Шемякина.

Пока ученые доводят исследование до логического финала, в Русском музее надеются получить новые данные, чтобы применять их в своей просветительской работе. «В прошлом году наш музей стал вторым в мире после Лувра по посещаемости. Нам интересны научные сведения о наших посетителях, а не только известные трендовые. Кто посещает Русский музей? Зачем? Как правило, в основном к нам идут туристы и для галочки, реже — люди, которые реально хотят понять искусство. Русский музей — это художественный музей и, в отличие от исторического или краеведческого, его главная функция — развить эстетические возможности, то есть умение человека визуально оценивать картину, читать ее глазами и мозгом. Речь не о том, чтобы запомнить даты жизни и творчества художников или время создания произведения. Зрители должны научиться считывать особенности художественной структуры произведения, даже не анализируя общий сюжет»,— подытоживает Светлана Бирюкова.