當音樂會以你最喜歡的歌曲的副歌開場時，你會沉浸在音樂中，快樂地跟著節拍敲擊，隨著旋律搖擺。你周圍的所有人都在陶醉於同樣的熟悉音樂中。你可以看到他們中的許多人在唱歌，燈光隨著節奏閃爍，而其他粉絲則在合拍地鼓掌。表演者和觀眾似乎融為一體，彼此同步，就像燈光秀與節拍同步一樣。
發表在期刊《神經影像》上的一篇新論文表明，這種同步性可以在觀眾和表演者的大腦活動中看到。研究發現，同步程度越高，觀眾就越享受表演。這一結果為了解音樂交流的本質提供了見解，並表明音樂體驗深入人心：我們一起跳舞，感受相同的情緒，我們的神經元也一起放電。
在這項研究中，一位小提琴家演奏了十幾首不同樂曲的簡短片段，這些片段被錄影並隨後播放給聽眾。研究人員透過測量含氧血液水平來追蹤區域性大腦活動的變化。（更多的氧氣意味著更大的活動，因為身體努力保持活躍的神經元獲得氧氣供應。）音樂表演導致大腦中與理解模式、人際意圖和表達相關的區域的含氧血流量增加。
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音樂家在表演期間收集的資料與聽眾在回放期間的資料進行了比較。總共有12首熟悉的音樂作品，包括《雪絨花》、《弗朗茨·舒伯特的《聖母頌》》、《友誼地久天長》和路德維希·範·貝多芬的《歡樂頌》。16位聽眾的大腦活動與一位小提琴家的大腦活動進行了比較。
所有音樂作品都導致了音樂家和聽眾之間大腦活動的同步，但對於更受歡迎的表演而言尤其如此。在每首樂曲的早期，大腦間的連貫性並不顯著，而在結尾時最為強烈。作者解釋說，聽眾最初需要時間來理解音樂模式，之後才能夠享受表演，因為它符合該人的期望。
同步的大腦活動定位於大腦左半球，一個被稱為顳頂交界處的區域。這個區域對於共情、理解他人的想法和意圖以及用於表達思想的言語工作記憶非常重要。它可能在檢索產生音樂期望的聲音和模式方面發揮作用。
但是，最常與音樂旋律的解釋相關的卻是右腦半球——這與專門用於語音解釋的左半球形成對比。在右半球，同步性定位於與識別音樂結構和模式（下額葉皮層）以及人際理解（下額葉和中央後回皮層）相關的區域。這些部位還涉及“映象神經元”，即被認為能夠映象或內化他人思想和行為的腦細胞。
映象神經元既控制運動，又對運動的視覺做出反應，從而產生了這樣一種觀念，即它們在被動觀察期間的活動是一種無聲的排練，以便在它們參與主動運動時使用。它們曾經被認為是模仿的生物學基礎，更重要的是，是共情——我們理解他人行為和意圖的來源。映象神經元曾被時髦地牽強附會地與從自閉症到藥物濫用的一切事物聯絡起來。然而，控制運動的神經通常也參與感知。這種安排在音樂中尤其如此，在音樂中，肢體運動強調旋律姿態或遵循節奏節拍。事實上，聽覺皮層會徵用大腦中控制運動的其他區域，表明運動與我們對音樂的理解之間存在內在聯絡。難怪你和你的音樂會觀眾會隨著音樂跳舞和移動。這是你理解音樂和參與其中的方式。
由於音樂是一項集體活動，因此它經常被用作研究協調大腦功能的背景。音樂聽眾之間同步的大腦反應已透過功能性磁共振成像（fMRI）在一些研究中進行了測量，而其他研究人員則透過使用腦電圖追蹤表演者大腦的電活動來檢查表演者的協調動作。新的《神經影像》研究沒有考察表演者群體或聽眾群體之間的關係，而是考察了觀眾和表演者之間的關係。它不僅追蹤了音樂相遇期間這些個體之間大腦活動的一致程度，而且還考察了這種一致性與音樂享受之間的關係。在你的音樂會上彈奏空氣吉他的那個人的大腦活動比你可能意識到的更接近真正的表演者。
探索這些關係所使用的各種方法都有其優點和缺點。例如，這篇新論文使用了一種稱為功能性近紅外光譜（fNIRS）的技術——它測量富氧血液的流動——並且它無法像fMRI那樣穿透大腦來研究更深層的結構。fNIRS的主要優點是不需要大型昂貴的儀器，因此受試者在測試時相對不受約束：小提琴家不可能在MRI機器中演奏。
表演者和觀眾之間觀察到的同步程度與對音樂的享受有關，這非常了不起。這種愉悅感可以為音樂促進積極的社會行為提供一種強大的手段。音樂的愉悅性歸因於大腦右半球電活動的同步。當音樂令人愉悅時，它會引起更大的注意，這可能有助於人們在聆聽自己喜歡的樂曲時感受到被捲入其中的感覺。《神經影像》論文的作者認為，觀眾的享受與音樂符合模式期望有關，而其他研究表明，驚喜與最大的音樂愉悅感相關。值得注意的是，即使是悲傷的音樂也能帶來極大的享受。例如，歌劇《波希米亞人》中咪咪的疾病和死亡充滿了悲劇性的悲傷、無盡的遺憾和錯失的救贖機會，但音樂最終將觀眾引向苦樂參半的超脫感。
無論是作為錄製藝術家的唯一聽眾，還是作為管絃樂隊面前擁擠的觀眾的一部分，音樂都是一種共享的體驗，它整合了我們的智力、情感和肢體動作。我們一起敲擊節拍，隨著旋律同步搖擺。這種體驗挑戰我們的認知來識別模式，並在它給我們帶來驚喜時讓我們興奮愉悅。我們甚至可以享受它對悲傷的表達。音樂將這些過程在我們內部以及觀眾和表演者之間和之中統一起來。