Чтобы понять, как мозг обрабатывает аккорды, мы сначала использовали электроэнцефалографию (ЭЭГ). На голову испытуемому надели шапочку со встроенными электродами (обычно их 32 или 64). Она похожа на шапочку для купания, от которой отходит множество длинных проводов. С помощью электродов измеряли электрические сигналы мозга. Если шапочка надета правильно, все электроды занимают на голове нужную позицию. Испытуемого помещали в электрически изолированную кабину с удобным креслом, экраном, клавиатурой и громкоговорителем. Ему рассказывали, что он будет слушать последовательности из нескольких аккордов и что один из них, возможно, будет сыгран не так, как другие. В этом случае его задача заключается в том, чтобы сразу нажать клавишу. Дверь кабины закрывали и включали запись ЭЭГ – эксперимент начинался. Испытуемый слышал десятки последовательностей аккордов на протяжении 10–15 минут.
В ходе записи поначалу невозможно определить на основании появляющихся на мониторе кривых, как мозг обрабатывает музыкальную информацию. Волны ЭЭГ содержат много шумов, источником которых являются мышцы головы и шеи, а также, разумеется, спонтанная деятельность мозга, которая не имеет ничего общего с экспериментом (ведь он занят попутно и другими делами). По сравнению с этими шумами сигналы мозга, имеющие отношение к обработке музыкальной информации, можно сравнить с жужжанием пчелы на фоне шума от оживленной автомагистрали. Поэтому правильные и неправильные последовательности аккордов проигрывались десятки раз, а в измерениях участвуют от 15 до 25 испытуемых. Только так можно отделить электрический сигнал мозга, реагирующего на аккорд, от случайного шума. Эта реакция носит название «электрический потенциал мозга». Меня в ходе исследования интересовали прежде всего электрические потенциалы при обнаружении неправильного аккорда. Они имели заметные отличия от реакции на правильные. Эксперимент удался, что позволило нам приступить к обработке «музыкальной грамматики».
Именно тогда я обнаружил, что различия в электрической реакции мозга на правильные и неправильные аккорды обнаруживались уже спустя 150 миллисекунд (150 тысячных долей секунды) после начала звучания – за это время даже моргнуть не успеешь[19]! Электрический потенциал мозга при обнаружении неправильного аккорда был очень схож с типичной электрической реакцией мозга на синтаксическую ошибку в тексте. Он длился примерно столько же по времени