Исследовательская работа "Влияние музыки на физиологические функции животного организма"

ВВЕДЕНИЕ

1.1 Проблематика выполненной работы

        Я ежедневно слушаю РЭП, мне нравится этот жанр музыки, но я стал замечать, что после музыки у меня побаливает голова. Мама сказала, что это сказывается негативное воздействие на головной мозг моей «любимой» музыки и что не мешало бы слушать и классическую музыку. Я решил проверить, провали ли мама, и каким образом музыка влияет на животный организм.

1.2   Цель работы    

             Цель моей исследовательской работы – выяснить, каким образом отразятся разные жанры музыки на физиологические функции животного организма.

1.3 Задачи

            При этом,  я поставил перед собой следующие задачи:

1. Узнать об ухе, как органе слуха, анатомическое строение уха человека и собаки.
2. Виды нервной систему человека и собаки.
3. Выяснить, каким образом звук поступает в головной мозг.
4. Ознакомиться с жанрами музыки (классическая музыка, рок-музыка) и воздействие их на организм (по мнению ученых).
5. Научиться измерять артериальное давление (человека), пульс и частоту дыхания (собаки и человека).
6.  Практически установить изменения физиологических функций животного организма.

1.4 Гипотеза

Мною была выдвинута гипотеза о том, что физиологические функции животного организма  изменятся под влиянием музыки.

1.5 Объект и предмет исследования

       Объектом исследования являются: человек-млекопитающее, собака-млекопитающее.

       Предметом исследования являются - классическая музыка (Вивалиди «Времена года», Л. Бетховен Соната № 14 «Лунная», «К Элизе»; Альбинони «Адажио»; И.Штраус  - вальс из оп-ты «Летучая мышь» и др.); рок-музыка (Postal 2 «Тяжелый металл Дяди Дейва; Manowar «Умереть за тяжелый рок»; Железная бригада «Тяжелый метал» и др.).

ОПИСАНИЕ ХОДА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследовательская работа включает в себя  две части: теоретическую и практическую. В теоретической части из литературных источников я узнал, анатомическое строение уха,   его функции, виды нервной системы; выяснил, каким образом, звук поступает в головной мозг; ознакомился с жанрами музыки; научился измерять АД, пульс, частоту дыхания. В практической части использовался метод наблюдения за физиологическими функциями животного организма.

Теоретическая часть

2.1 Анатомическое строение, функции уха человека, собаки.

              Ухо — сложный орган животных, предназначенный для восприятия звуковых колебаний.

Органы слуха и равновесия у человека объединены в сложную систему, морфологически разделенную на три отдела:

1. Наружное ухо – наружный слуховой проходи ушная раковина с мышцами и связками.
2. Среднее ухо – барабанная полость, сосцевидные придатки, слуховая труба.
3. Внутренне ухо, включающее перепончатый лабиринт, располагающийся в костном лабиринте внутри пирамиды височной кости.

Если наружное и среднее ухо принадлежат только органу слуха, то внутренне ухо включает в себя и внутреннюю часть слухового аппарата, и весь орган равновесия .

Наружное ухо.

Ушная раковина представляет собой эластический (плотный) хрящ сложной формы, покрытый кожей, у многих млекопитающих ушная раковина достигает большого развития. Она улавливает направление звука. У человека эта функция важной роли не играет, и ушные раковины невелики, а мышцы, обеспечивающие их подвижность утрачены [5]

Нижняя часть уха, называемая мочкой — кожная складка, которая состоит из кожи и жировой ткани. Ушная раковина очень чувствительна к любым повреждениям (поэтому у борцов эта часть тела очень часто деформирована). В свою очередь, ушная раковина состоит из мочки, козелка и противокозелка, завитка и его ножек, противозавитка.

Ушная раковина имеется лишь у млекопитающих.  Она работает как приёмник звуковых  волн, которые затем передаются во внутреннюю часть слухового аппарата. У собак крупные ушные раковины выступают по бокам головы, которые поворачиваются в сторону источника звука и позволяют направлено улавливать его. Значение ушной раковины у человека намного меньше, чем у животных, поэтому у человека она практически неподвижна. Складки ушной раковины вносят в поступающий в слуховой проход звук небольшие частотные искажения, зависящие от горизонтальной и вертикальной локализации звука. Таким образом, мозг получает дополнительную информацию для уточнения местоположения источника звука. Этот эффект иногда используется в акустике, в том числе для создания ощущения объёмного звука при использовании наушников.[7]

Среднее ухо 

Основной частью среднего уха является барабанная полость - небольшое пространство объёмом около 1 см³, находящееся в височной кости. Здесь находятся три слуховые косточки: молоточек, наковальня, стремечко - они передают звуковые колебания из наружного уха во внутреннее, одновременно усиливая их. [5]

Слуховые косточки являются самыми маленькими фрагментами скелета. Они представляют собой цепочку, передающую колебания. Рукоятка молоточка тесно срослась с барабанной перепонкой, головка молоточка соединена с наковальней, а та, в свою очередь, своим длинным отростком — со стремечком. Основание стремечка закрывает овальное окошечко внутреннего уха. Наличие указанной цепочки позволяет увеличить давление на овальное окошечко в 20 раз по сравнению с давлением на барабанную перепонку.

Внутреннее ухо 

Из трёх отделов органа слуха и равновесия наиболее сложным является внутреннее ухо; его из-за замысловатой формы часто называют перепончатым лабиринтом, который погружён в костный лабиринт каменистой части височной кости. Со средним ухом внутреннее ухо сообщается овальным и круглым окошечками, затянутыми перепонками.

Перепончатый лабиринт состоит из преддверия, улитки, полукружных каналов. Во внутреннем ухе расположена как улитка (орган слуха), так и вестибулярная система, являющаяся органом равновесия и ускорения.

Функция ушной раковины — улавливать звуки; её продолжением является хрящ наружного слухового прохода, длина которого в среднем составляет 25—30 мм. Хрящевая часть слухового прохода переходит в костную, а весь наружный слуховой проход выстлан кожей, содержащей сальные, а также серные железы, представляющие собой видоизменённые потовые. Этот проход заканчивается слепо: от среднего уха он отделён барабанной перепонкой. Уловленные ушной раковиной звуковые волны ударяются в барабанную перепонку и вызывают её колебания, передающиеся в среднее ухо. Форма собственно ушной раковины практически индивидуальная у всех людей — уши могут быть в разной степени оттопырены, торчать вперёд, иметь ярко выраженную или сросшуюся мочку, дарвинов бугорок или какие-то врождённые дефекты.[7]

2.2 Виды нервной системы человека и собаки.

        Нервная система млекопитающих делится на центральную (головной мозг и спинной мозг) и периферическую (слагается отходящими от головного и спинного мозга нервами). [7] 

Мозг позволяет нам общаться с внешним миром, обучаться, запоминать информацию и испытывать различные чувства. Он состоит из миллиардов нервных клеток, через которые непрерывно проходят электрические импульсы. Это – центр управления нашим организмом. Мозг объединяет, обрабатывает и сохраняет информацию, собранную нашими органами чувств, и регулирует функции организма. Он делится на два полушария: правое и левое, каждое из которых управляет противоположной стороной тела и наделен своими функциями. Правое полушарие координирует движение и «командует» творческой и художественной деятельностью человека. Левое полушарие отвечает за речь, оно «заведует» научным, математическим и вообще логическим мышлением.[4]

Головной мозг человека с окружающими его оболочками располагается в полости мозгового черепа, форма которого определяется рельефом мозга. Масса мозга взрослого человека составляет около 1500 г. В процессе эволюционного развития прогрессивно возрастает роль головного мозга. Уже у амфибий его масса преобладает над массой спинного. Особенно заметно это у млекопитающих животных. Так, например, у хищных это соотношение равно 4:1, у приматов - 8:1, у человека 45:1. Абсолютная и относительная масса мозга не является надежным критерием для суждения о степени развития организма. Так, масса головного мозга макака составляет 62 г, гиббона - 100, шимпанзе и  орангутанга – 40 - 420, гориллы-500, кошки- 30, дельфина – 1800, кита – 7000, слона - 5000 и т. д. По относительной массе мозга по сравнению с массой тела многие млекопитающие превосходят человека. Абсолютная масса мозга не позволяет судить об интеллекте человека. [5]

2.3 Как звук поступает в головной мозг?

Звуки различаются по частоте, т.е. по числу колебаний в секунду: большое количество колебаний в секунду производят высокие звуки и наоборот малое количество колебаний производят глухие и низкие звуки. Наше ухо слышит только звуки с частотой в диапозоне от 20 до 20000 колебаний в секунду. Мы не слышим слишком низкие и слишком высокие звуки. Чтобы их воспринимать, человеческое ухо нуждается в усиливающих звук приборах: врач, например, чтобы услышать внутренние шумы в человеческом организме, пользуется стетоскопом.

Звуки улавливаются ушной раковиной, которая их направляет в слуховой проход и далее – в барабанную полость. Барабанная перепонка передает звуковую волну на слуховые косточки (молоточек, наковальню, стремечко) – самые мелкие части человеческого тела. Они, в свою очередь, передают колебания в жидкость, находящуюся в улитке внутреннего уха. Специальные клетки (слуховые рецепторы) преобразуют звук в нервный импульс и передают его в мозг, чтобы тот его распознал.  

Звуки образуются из-за колебаний воздуха, которые, в свою очередь, вызываются колебаниями предметов и тел. Звуковая волна распространяется концентрически и достигает уха, где её вибрация движения улавливается и передается в мозг. Это можно представить, как колебания воздуха в виде волн, которые расходятся по воде, если бросить в неё камень. Давление звуковой волны увеличивается в 20 раз при передаче от барабанной перепонки к внутреннему уху, чтобы активировать клутки с ресничками, расположенные в улитке.[4]    

2.4 Жанры музыки и воздействие их на живой организм.

Класси́ческая музыка (также - музыкальная классика) — свободное от терминологической строгости понятие, употребляющееся, в зависимости от контекста, в различных значениях, имеющее вполне определённый исторический смысл и менее определённый оценочный. В большинстве случаев, употребляя определение «классическая», имеется ввиду музыку, которая прошла испытание временем и которая даже в современном обществе имеет свою аудиторию. При этом к классической музыке мы относим не только шедевры музыкального искусства, но и развлекательные жанры прошлого, например вальсы и оперетты.

С точки зрения истории, классической называется музыка второй половины XVIII - начала XIX века. Именно этот период традиционно соотносят с классицизмом. Посколько понятие классицизма в изобразительном исскустве и литературе заключается в следовании античной традиции, то оно не слишком широко применимо к музыке в данном контексте, так как музыкальная культура Древного Рима и Древней Греции до нас практически не дошла.

    Хард-рок (англ. hard rook, дословно  тяжелый рок или жесткий рок) — жанр современной музыки, характеризующийся выделенной ролью ритм-секции, главным образом бас-гитары и ударных инструментов. Хард-рок зародился в 1960-е годы, обрел привычные формы в конце 1960-х — начале 1970-х годов, а его расцвет пришёлся на начало 1970-х.

Современная музыка – хип-хоп, рок, хард-рок, электронная и поп музыка – пишется на низких частотах, что, согласно исследованиям, оказывает воздействие схожее с грохотом землетрясения, обрушением здания или сходом лавины. Человек подсознательно ощущает угрозу, кроме того, может почувствовать упадок сил и депрессию. Длительное воздействие низких частот вызывает изменение функционирования желез, ответственных за гормональных фон, изменяется уровень инсулина в крови, а так же снижается или исчезает полностью способность к самоконтролю.

Классическая же музыка пишется на высоких частотах, которые благоприятно воздействуют на сознание и организм человека. Произведения Моцарта активизируют процессы головного мозга, дают энергетическую подзарядку. Слушая Баха и Вивалиди, вы обретете состояние гармонии, равновесия. Произведения этих композиторов имеют идеальный музыкальный ритм (60 ударов в минуту), который соответствует нормальному, здоровому биению сердца.

Музыка издавна использовалась в терапевтической практике. Литературные источники повествуют о широком применении ее еще в древнейших государствах: Шумеро-Вавилонии, Индии, Египте, Китае, Греции…. Известно, что Гиппократ и Пифагор специально «прописывали» своим больным курсы лечения музыкой, достигая высоких целительных эффектов. Довольно заметно, что человеку свойственно попадать под мощное телесное и духовное влияние музыки, т.к. он сам по своей природе является музыкальным существом. В состоянии нервного напряжения мы нередко безотчетно напеваем различные мотивы или отстукиваем повторяющиеся ритмические формулы. В современном мире человек в буквальном смысле слова обречен воспринимать музыкальные сочинения, звучащие в теле- и радиопередачах, на улице, из окон соседнего дома… Действительно мы, образно говоря, «живем в мире музыки» и способны использовать ее огромное физиологическое и психологическое воздействие. Эту способность берут на вооружение специалисты, обращающиеся к музыкальной терапии. Ю. Евдокимова, В. Мельниченко, Ж.. Бин, М. Пристли и многие другие авторы рассматривают использование музыкального воздействия в стоматологии, кардиологии, хирургии, психиатрии. Применение музыки ортопедических, урологических операция под местной анестезией оказывает влияние на снижение уровня стресс-гормонов в крови.   Система музыкотерапии позволяет работать над серьезными психологическими затруднениями, встречающими как у взрослых, так и детей. Тревожность, замкнутость, повышенная агрессивность, страхи вошли в сферу действия музыкальной психотерапии. [2]

Практическая часть

Для провидения практической части мной были использованы тонометр для измерения артериального давления; часы с секундной стрелкой для  измерения пульса и частоты дыхания. Включался  магнитофон на 1 час, на расстоянии 2х метров от испытуемых. Наблюдения проводились ежедневно вечером в комнате.

Измерение артериального давления производится в плечевой артерии обычным тонометром по слуховому методу Н.С. Короткова с использованием стетофонендоскопа. Принцип измерения АД по этому способу заключается в следующем. На плечо надевается полая резиновая манжетка, в которую накачивается воздух до исчезновения пульса на лучевой артерии, т.е. до того момента, когда давление в манжетке будет превышать давление в плечевой артерии. При постепенном выпускании воздуха из манжетки и выслушивании в тоже время артерии ниже манжетки первое появление тонов указывает на то, что давление в манжетке сравнялось с систолическим (в момент сокращения сердца) давлением в плечевой артерии и кровь во время сердечного сокращения начинает протекать через сжатую артерию. В дальнейшем резкое ослабление (или исчезновение) тонов показывает, что артерия стала проходимой и во время сердечного расслабления (диастолы), т.е. давление в манжетке равно диастолическому давлению в артерии.[1]

        Измерение частоты дыхания, как человека, так и собаки производится по количеству вдохов (движение грудной клетки) в минуту.

        Пульс человека измеряется на передней поверхности предплечья, в проекции лучевой артерии; собаки – на внутренней поверхности бедра. В указанных местах сосуды расположены поверхностно и поэтому их пульсация легко ощущается пальцами.

У человека в возрасте 20-40 лет нормальным считается артериальное давление 120-130/70-80 мм.рт.ст.; пульс 60-80 ударов в минуту; частота дыхания 16-20 в минуту. У собаки – пульс 70-80 ударов в минуту, частота дыхания 15-30 в минуту. Измерить артериальное давление собаки не представилось возможным ввиду отсутствия специального прибора для его измерения.

Происходящие изменения физиологических функций животного организма заносились в карту наблюдений, согласно которым были выстроены таблица и графики, которые отражены в приложениях № 1, № 2

Таким образом, изучив карту наблюдений определяется закономерность: повышение показателей АД (у человека), pl и ЧД (у обоих объектов) во время прослушивания рока. Кроме этого, изменились и другие физиологические функции человека. При прослушивании рока появлялась головная боль, наблюдалась повышенная раздражительность, ухудшился сон. У собаки выраженных физиологических нарушений не наблюдалось. Кроме того, что она старалась по максимуму удалиться от источника звука. При прослушивании классической музыки наблюдалась обратная реакция: снижение АД, pl, ЧД. Улучшилось общее самочувствие, в том числе и сон. Классическая музыка особенно благотворно влияет на организм человека  после напряженного рабочего дня.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проанализировав свои наблюдения и изучив дополнительную литературу, я пришел к следующим выводам:

1. При прослушивании классической музыки артериальное давление, частота дыхания, пульс стабилизируются.

2. При прослушивание рок музыки артериальное давление, частота дыхания, пульс повышаются. И слушать рок очень трудно.

Вышеуказанные выводы, так же подтверждаются исследованиями и мнением ученых, которые во всех, изучаемых мной источниках (положительное влияние классической музыки и отрицательное современной – хард-рок), совпадали.

Таким образом, моя гипотеза подтверждена.

Теперь я стараюсь чаще слушать классическую музыку, особенно после тренировок. А рок я не слушаю вообще и не рекомендую своим друзьям.

Литература.

1. Барановский А.Ю., Грухин Ю.А., Руднев Д.А. Новый лечебник. Руководство по домашней медицине. «Наука». «Комета»С. Петербург,1993.613 стр.
2. Блинова О.А. Психологический журнал. Том 19 № 3. Процесс музыкальной психотерапии: систематизация и описание основных форм работы.
3.  Вахрушев А.А., Данилов Д.Д., Бурский О.В., Раутиан А.С. Окружающий мир. Человек и природа. 4 класс. Часть 1. «Баласс» Москва 2012 «Баласс».144 стр.
4.  Живаго Ольга, перевод с итальянского. Большая книга «Почему».  «Росмэн» Москва, 2008. 240 стр.
5. Сапин М.Р., Билич Г.Л. Анатомия человека. «Высшая школа» Москва 1996. 429 стр.
6. Жанры музыки. [Электронные ресурсы]: http://ru.wikipedia.org/wiki/Тяжелый_рок,     http://ru.wikipedia.org
7. Слуховой орган. [Электронный ресурс]: http://ru.wikipedia.org/wiki/Ухо.