Способ формирования аудиорядов музыки для музыкотерапии
Изобретение относится к области медицины, психологии, и может быть использовано при формировании аудиорядов музыки для применения их в восстановительной и профилактической медицине. Осуществляют отбор музыкальных произведений, во фрагменты музыкальных произведений вставляют части, формирующие бинауральное биение ритмов органов здорового человека. Затем музыкальные произведения прослушивают и из них выбирают части длительностью по 20 минут по способности вызывать у слушателей позитивные реакции. Проводят анализ отобранных частей музыкальных произведений, включающий в себя построение частотного описания нот, распределение частот встречаемости используемых нот, их длительности и громкости, спектральный анализ отобранных частей музыки, в процессе которого вычисляют спектры, динамику спектров длительности нот, их усредненные оценки спектральных параметров и динамики во времени. Из отобранных частей музыкальных произведений производят выбор фрагментов длительностью 1-7 минут, для чего проводят полосовую демодуляцию сигналов, включающую в себя задание количества частотных полос, определение ширины каждой частотной зоны полосы и демодуляцию сигналов, проводят консонанс-анализ сигналов демодуляции, включающий в себя нахождение Фурье спектра для каждого сигнала, определение всех пар компонентов спектра консонанса и частоты самоподобия, их усредненных оценок по всему множеству частот в диапазоне от 30 Гц до 20 мГц, проведение совокупной оценки найденных усредненных параметров и отбор-ранжирование фрагментов отобранных частей музыкальных произведений, в которых спектр амплитудной модуляции достигает своего максимального значения. Проводят отбор-классификацию ранжированных фрагментов отобранных частей музыкальных произведений по совпадению или близости параметров границ их частотных полос параметрам частотных полос ритмов работы органов и систем организма человека в диапазоне частот от 20 мГц до 20 кГц и размещение их в базе данных электронно-вычислительной машины по количественно вычисленным критериям звукородства и консонанса между различными частотными компонентами спектров модуляций, содержащихся в этих фрагментах. Способ позволяет повысить эффективность проведения музыкотерапии. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к области медицины, психологии, и может быть использовано при формировании аудиорядов музыки для применения их в восстановительной и профилактической медицине.
Известен способ формирования аудиорядов музыки путем отбора музыкальных произведений на слух или интуитивно для использования их в восстановительной медицине после (или в процессе) лечения язвы желудка, мигрени, гастрита, бессонницы, алкоголизма и т.п. [1].
Недостатком этого способа является его известная субъективность, а также большая трудоемкость и узкий диапазон использования.
Известен способ формирования аудиорядов музыки путем отбора музыкальных произведений, выбора из них фрагментов и наложения на них волн ритмов работы головного мозга здорового человека в строго фиксированном его состоянии (сон, работа, отдых), включающий в себя микширование слабого сигнала волн электроэнцефалограммы с саунд-треком музыкального произведения [2].
Известен способ формирования аудиорядов музыки путем вставки в фрагменты музыкальных произведений частей, формирующих бинауральное биение ритмов работы головного мозга здорового человека и включающих в себя амплитудную модуляцию волнами электроэнцефалограммы саунд-трека музыкального произведения [3].
Первым недостатком этих двух способов формирования аудиорядов музыки является их узкий диапазон использования, поскольку используются параметры только электроэнцефалограммы, несмотря на то, что есть и электрокардиограммы и другие ритмы работы органов и систем человеческого организма.
Вторым недостатком этих способов является использование только амплитудных характеристик электроэнцефалограммы, тогда как частотные ее характеристики не используются вообще.
Третьим недостатком этих способов является отсутствие при их формировании структурного анализа самой музыки, который позволяет выявлять в ее частях звуки, амплитудные и частотные характеристики которых близки или совпадают с амплитудными и частотными характеристиками ритмов работы органов и систем организма человека.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа формирования аудиорядов музыки с параметрами амплитудных и частотных характеристик, совпадающих или близких амплитудным и частотным характеристикам ритмов работы органов и систем здорового человека, что позволит использовать их в восстановительной и профилактической медицине не только индивидуально, но и в групповых вариантах, например, для людей одного возраста, одной группы крови, с совпадающими и близкими параметрами электроэнцефалограммы, электрогастрограммы, электрокардиограммы, электромиограммы и т.п.
Формирование аудиорядов музыки для последующего их использования при проведении музыкотерапии осуществляют следующим образом:
- во фрагменты музыкальных произведений вставляют части, формирующие бинауральное биение ритмов органов здорового человека,
- затем музыкальные произведения прослушивают и из них выбирают части длительностью по 20 минут по способности вызывать у слушателей позитивные реакции,
- затем проводят анализ отобранных частей музыкальных произведений, включающий в себя построение частотного описания нот, распределение частот встречаемости используемых нот, их длительности и громкости, спектральный анализ отобранных частей музыки, в процессе которого вычисляют спектры, динамику спектров длительности нот, их усредненные оценки спектральных параметров и динамики во времени,
- из отобранных частей музыкальных произведений проводят выбор фрагментов длительностью 1-7 минут, для чего проводят полосовую демодуляцию сигналов, включающую в себя задание количества частотных полос, определение ширины каждой частотной зоны полосы и демодуляцию сигналов,
- проводят консонанс-анализ сигналов демодуляции, включающий в себя нахождение Фурье спектра для каждого сигнала, определение всех пар компонентов спектра консонанса и частоты самоподобия, их усредненных оценок по всему множеству частот в диапазоне от 30 Гц до 20 мГц, проведение совокупной оценки найденных усредненных параметров и отбор-ранжирование фрагментов отобранных частей музыкальных произведений, в которых спектр амплитудной модуляции достигает своего максимального значения,
- проводят отбор-классификацию ранжированных фрагментов отобранных частей музыкальных произведений по совпадению или близости параметров границ их частотных полос параметрам частотных полос ритмов работы органов и систем организма человека в диапазоне частот от 20 мГц до 20 кГц и размещение их в базе данных электронно-вычислительной машины, по количественно вычисленным критериям звукородства и консонанса между различными частотными компонентами спектров модуляций, содержащихся в этих фрагментах в инфразвуковом диапазоне частот от 20 мГц до 30 Гц.
Использование размещенных в базе данных электронно-вычислительной машины сформированных аудиорядов музыки в восстановительной и профилактической медицине включает в себя выделение частотных полос ритмов работы органов человека, на которые осуществляется воздействие, выбор из базы данных аудиорядов звуков для воздействия на органы человека, сопоставление совпадений частотных полос ритмов работы органов и систем организма человека и частотных полос частей музыкальных произведений в диапазоне частот от 20 мГц до 20 кГц, отбор сформированных аудиорядов музыки, частотные полосы которых совпадают или максимально близки с частотными полосами ритмов работы органов и систем человека и воздействие ими на организм человека путем прослушивания.
Положительный результат заявленного способа обусловлен тем, что в основе воспроизведения сигналов биологической активности органов и систем организма человека лежит аналогия между колебательным характером изменения регистрируемых биосигналов их работы, например, электроэнцефалограммы, электрокардиограммы, электрогастрограммы, электромиограммы и т.п., и колебательной природой звука, а предложенное численное вычисление критериев звукородства и консонанса, основанного на проведении тонкоструктурного анализа звуков музыки, наиболее адекватно отражают как индивидуальные особенности состояния организма отдельного человека, так и целых групп людей, например, одного возраста, одной группы крови, с совпадающими или близкими параметрами электроэнцефалограммы и т.п., и позволяют формировать аудиоряды как для одного человека, так и для групп людей, которые, будучи записаны на магнитные носители, позволят эффективно и адресно, при комплексном использовании не только амплитудных, но и частотных характеристик звуков отобранной музыки применять их в профилактической и восстановительной медицине.
Пример. Проводили формирование аудиорядов музыки на основе произведений Моцарта, Рахманинова.
После проведения спектрального анализа выбранных частей музыки проводили их анализ по предложенному способу формирования аудиорядов музыки. Для этого вычисляли количественные критерии звукородства и консонанса между различными частотными компонентами спектров модуляций, проводили полосовую фильтрацию исходных сигналов к количеству частотных полос от 2 до 7, определяли ширину каждой частотной зоны, частотные границы каждой полосы, проводили полосовую фильтрацию каждой полосы и детектором осуществляли модуляцию сигналов каждой частотной полосы.
По окончании анализа выбранных частей музыки проводили консонанс-анализ путем вычисления Фурье спектра для каждого сигнала, для всех пар компонентов спектра, вычисления Фурье спектра амплитудных модуляций и проведения отбора фрагментов музыки по максимуму спектра амплитудной модуляции.
По окончании консонанс-анализа проводили консонанс-метрию, в процессе которой по спектрам Фурье вычисляются функции консонансности по всей длине музыкальных частей и определяются совместные оценочные амплитудные модуляции, временные участки ее максимума и записываются отобранные части музыки в классификационную таблицу электронно-вычислительной машины.
Полученные результаты выводили на экран монитора электронно-вычислительной машины.
Анализ полученных результатов показал, что произведение Моцарта до проведения анализа звуков музыки имеет шесть явно выраженных участков, которые лежат в следующих диапазонах (см. табл.1):
| Таблица 1 | ||
| № участка | Диапазон частот, Гц | Интенсивность звучания, Р |
| 1 | 1,8-3,5 | 2,6 |
| 2 | 3,5-5,0 | 3,1 |
| 3 | 6,1-7,1 | 3,0 |
| 4 | 7,1-8,7 | 3,8 |
| 5 | 12,8-14,6 | 2,5 |
| 6 | 14,6-15,8 | 3,1 |
После проведения обработки звуков музыки произведение Моцарта имеет девять явно выраженных участков, которые лежат в следующих диапазонах (см. табл.2):
| Таблица 2 | ||
| № участка | Диапазон частот, Гц | Интенсивность звучания, Р |
| 1 | 1,6-3,8 | 1,41 |
| 2 | 3,8-5,5 | 1,18 |
| 3 | 5,5-7,7 | 1,3 |
| 4 | 7,7-9,0 | 1,3 |
| 5 | 9,0-10,2 | 1,0 |
| 6 | 10,2-11,9 | 1,42 |
| 7 | 11,9-12,5 | 1,20 |
| 8 | 12,5-13,0 | 1,0 |
| 9 | 13,0-14,9 | 1,0 |
| 10 | 14,3-15,8 | 1,61 |
Из таблиц 1 и 2 видно, что после обработки диапазоны частот звучания звуков стали более узкими по сравнению с диапазонами частот звучания звуков музыки до обработки. Их число возросло с шести до десяти, и они охватывают ритмы работы сердца (5-7,6 Гц), мозга (5-7,6 Гц), тета ритм (5-7 Гц), сигма ритм (13-14 Гц), тогда как до обработки частота звучания музыки может эффективно воздействовать только на сигма ритм (13-14 Гц).
В два и более раза снизилась интенсивность звучания (с 3,8 до 1,61) музыки после ее обработки по предлагаемому способу.
Анализ произведения Рахманинова до и после обработки показал следующее. До обработки имеются семь участков, из которых явно выраженными являются только три участка, которые лежат в следующих диапазонах частот (см. табл.3):
| Таблица 3 | ||
| № участка | Диапазон частот, Гц | Интенсивность звучания, Р |
| 2 | 90-140 | 1,8 |
| 6 | 300-345 | 2,3 |
| 7 | 354-450 | 7,0 |
После обработки произведения Рахманинова выделяются пять явно выраженных участков, лежащих в следующих диапазонах частот (см. табл.4):
| Таблица 4 | ||
| № участка | Диапазон частот, Гц | Интенсивность звучания, Р |
| 1 | 51-150 | 0,8 |
| 2 | 150-248 | 0,9 |
| 3 | 248-315 | 2,3 |
| 4 | 315-405 | 2,3 |
| 5 | 405-450 | 2,8 |
Из таблиц 3 и 4 видно, что после обработки произведения Рахманинова диапазоны частот звучания стали более широкими по сравнению с диапазонами частот звучания звуков до обработки. Их число возросло с трех до пяти, и они охватывают ритмы работы цитохромредуктазы (183 Гц), фосфорилазы (280 Гц), глюкомутазы (277 Гц), тогда как до обработки звуки музыки Рахманинова никак не оказывают влияния на эти ферменты. Интенсивность звучания снизилась в два раза.
Таким образом, предложенный способ формирования аудиорядов музыки позволяет проводить анализ частей музыки по разработанному алгоритму, рассчитывать численное значение звукородства и консонанса и по ним выбирать музыкальные произведения, использование которых в восстановительной и профилактической медицине будет наиболее эффективным.
Источники информации
1. Рейдерс И., Енцова Е. «Октава». Лечение музыкой: душа спасет тело. http/www.energylife.kiev.uapa.
2. Томастас. Лечение музыкой. http:/www.tomatis.com./English/index.htm.
3. Семенова Г.Д. Музыкотерапия и восстановительная медицина в XXI веке. http//www.trmitas.ru/rus/doc/0202/0100/02020106.htm.
1. Способ формирования аудиорядов музыки для музыкотерапии, заключающийся в том, что осуществляют отбор музыкальных произведений, во фрагменты музыкальных произведений вставляют части, формирующие бинауральное биение ритмов органов здорового человека, затем музыкальные произведения прослушивают и из них выбирают части длительностью по 20 мин по способности вызывать у слушателей позитивные реакции, проводят анализ отобранных частей музыкальных произведений, включающий в себя построение частотного описания нот, распределение частот встречаемости используемых нот, их длительности и громкости, спектральный анализ отобранных частей музыки, в процессе которого вычисляют спектры, динамику спектров длительности нот, их усредненные оценки спектральных параметров и динамики во времени, из отобранных частей музыкальных произведений производят выбор фрагментов длительностью 1-7 мин для чего проводят полосовую демодуляцию сигналов, включающую в себя задание количества частотных полос, определение ширины каждой частотной зоны полосы и демодуляцию сигналов, проводят консонанс-анализ сигналов демодуляции, включающий в себя нахождение Фурье-спектра для каждого сигнала, определение всех пар компонентов спектра консонанса и частоты самоподобия, их усредненных оценок по всему множеству частот в диапазоне от 30 Гц до 20 мГц, проведение совокупной оценки найденных усредненных параметров и отбор-ранжирование фрагментов отобранных частей музыкальных произведений, в которых спектр амплитудной модуляции достигает своего максимального значения, проводят отбор-классификацию ранжированных фрагментов отобранных частей музыкальных произведений по совпадению или близости параметров границ их частотных полос параметрам частотных полос ритмов работы органов и систем организма человека в диапазоне частот от 20 мГц до 20 кГц и размещение их в базе данных электронно-вычислительной машины по количественно вычисленным критериям звукородства и консонанса между различными частотными компонентами спектров модуляций, содержащихся в этих фрагментах.
2. Способ подбора аудиоряда музыки для проведения музыкотерапии, заключающийся в том, что осуществляют выделение частотных полос ритмов работы органов человека, на которые требуется осуществить воздействие, затем осуществляют выбор из базы данных аудиорядов музыки, сформированных по п.1, для воздействия на органы человека, сопоставляют частотные полосы ритмов работы органов человека и частотных полос частей музыкальных произведений в диапазоне частот от 20 мГц до 20 кГц, отбирают для осуществления музыкотерапии аудиоряды музыки, частотные полосы которых совпадают или максимально близки с частотными полосами ритмов работы органов человека, а затем воздействуют ими на организм человека путем прослушивания.
