我們大腦的音軌

大腦如何解析音樂——以及如何集中注意力

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這是一個經典的雞尾酒會難題:當人們在我們周圍閒逛聊天——有些人對我們說,有些人對其他人說——時,我們的大腦如何決定我們應該在哪裡集中注意力?

為了試圖找出答案,斯坦福大學和蒙特利爾麥吉爾大學的研究人員掃描了 18 名受試者的大腦,這些受試者正在聆聽 18 世紀英國作曲家威廉·博伊斯的古典音樂。

“你必須將這些資訊流分割成塊,”斯坦福大學精神病學和行為科學副教授、資深研究作者維諾德·梅農說。他繼續說,切分資料的過程需要你“識別一些有趣的東西,然後你必須開啟注意力網路。”


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麥吉爾大學心理學教授、研究合著者丹尼爾·列維京解釋說:“記憶不像錄影機那樣工作,它更像 DVD”,它如何將事件回憶為離散的章節。

但為什麼是音樂呢?

參與該專案的斯坦福大學神經科學研究生斯里達爾·德瓦拉詹簡單地說。“音樂樂章之間的過渡,”他指出,“為研究大腦在這個分割過程中動態變化的活動景觀提供了理想的環境。”

該團隊將博伊斯幾首四到五分鐘交響曲的不同樂章編織在一起,讓志願者在 fMRI 機器中戴著降噪耳機聆聽兩首九分鐘的樂曲;每首音樂作品都由 10 個管絃樂樂章組成。(之所以選擇博伊斯的作曲,是因為他是一位相對默默無聞的作曲家,受試者不太可能熟悉他的作品,從而消除了如果他們回憶起他的交響曲會產生的大腦活動。)

該團隊進行了全腦掃描,使他們能夠專注於大腦中特別感興趣的區域,從樂章之間過渡前 10 秒到過渡後 10 秒進行監測。(樂章之間的過渡以聲音幅度的下降為標誌,隨後是一段短暫的靜音,然後進入新的音樂部分。)

根據梅農的說法,在過渡期間,該團隊不僅觀察到離散大腦區域的活動,而且還注意到共啟用網路(兩個區域同時反應)對音樂變化的反應。活動開始於大腦前額葉皮層前部的區域以及大腦幹上方的顳葉皮層部分。梅農推測,正是這個網路“檢測到資訊流中顯著的變化”。接下來,朝向前額葉皮層後部和頂葉皮層部分(大腦上後部的頂葉外層)的區域開始做出反應。梅農指出,這些區域與注意力和工作記憶有關。

梅農說:“我們認為這可能是一種非常普遍的大腦機制……是核心控制訊號的一部分,該訊號是響應任何需要注意力的任務而產生的。”“我認為任何涉及檢測顯著事件並關注它的任務都會命令類似的反應。”

列維京補充說:“在這裡,我們有一個啟用高峰……與虛無相關,”當根本沒有聲音時。“[顯然],存在負責發出事件開始和結束訊號的神經過程。”

梅農團隊的下一步:嘗試確定在識別和響應資訊流中的變化之後的下一個處理級別。它還計劃應用其發現的任何新資訊,以更多地瞭解“音樂中結構實際上意味著什麼”。

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