探索神經科學學會年會上音樂的大腦

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


華盛頓特區 — 在神經科學學會 (SfN) 會議上,漫步於似乎綿延數英里的簡報、海報和興奮的科學家之間,我不禁聽到了很多內容。從腹內側前額葉皮層到功能性磁共振成像;從社會獎勵到血清素,各種各樣的對話應有盡有。數千人的聲音嗡嗡作響,回聲陣陣,這感覺幾乎像音樂一樣

其中一些對話比其他對話更具音樂性,包括本週在此展示的關於音樂與大腦的最新研究。

關於第一項研究,可以把它想象成《記憶碎片》遇上了貝多芬。一位68歲的 大提琴家“PM”失去了所有的記憶,並且難以形成新的記憶。他無法說出任何著名的地標或事件,回憶起過去的任何重要時刻,甚至記不清今天是星期幾。但他仍然能夠記住音樂作品。他可以認出2005年之前(他失去記憶的那一年)的著名作品,並且能夠區分它們與2005年之後的音樂作品。他還能夠記住幾個小時前他對音樂的情感反應(儘管他記不住幾個小時前的其他事情)。柏林夏裡特醫科大學的研究員卡斯滕·芬克認為,這個案例證明了一個驚人的事實:音樂記憶與其它型別的記憶有所不同。


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但是,儘管PM的案例很奇怪,但也只是一個個例。關於失憶症和音樂記憶還有其他發現嗎?實際上,並不多。沒有太多研究這個主題的機會(不是每天都能碰到一位受過專業訓練的音樂家,而且他的記憶也幾乎被完全抹去)。然而,在20世紀90年代,有一個患者出現了相反的問題。這位患者完全失去了對音樂的記憶,但僅僅是音樂。所有其他認知功能都保持完好無損。這位患者沒有失憶症,而是大腦的特定部位——顳上回受到了損傷。

碰巧的是,另一位在SfN上的研究員(而且和芬克在同一個大廳裡做展示)也研究大腦的那個區域。也許他認為更準確的叫法應該是大腦的“音高中心”,這並不令人驚訝。

麻省理工學院的山姆·諾曼-海涅和其他神經科學家偶然發現了他們的發現。“我們正在尋找一個音樂區域,”他說。“相反,我們找到了一個音高區域。”

現在,關於是否僅由大腦的一個區域負責處理音高,還是整個分散式網路存在一些爭議。諾曼-海涅的研究比較了人們在聽不同聲音時的功能性磁共振成像掃描結果。首先,他們聽了一系列合成聲音,比較了分解的和絃與未分解的和絃,或者和諧或不和諧的音符。然後,他們切換到自然聲音,例如唱歌與正常說話。麻省理工學院的研究人員發現,顳上回對音樂的反應比對隨機噪聲或語音的反應強烈得多。

諾曼-海涅承認這項研究僅僅是一個開始。一方面,它只測試了少數人(一項實驗檢查了兩個人,另一項檢查了八個人)。但他認為,找到處理音高的特定神經機制,對於更詳細地研究音樂感知的神經科學和體驗來說,是一個令人興奮的開始。例如,他對我們為什麼更擅長識別音高的某些方面而不是其他方面感興趣。人們非常擅長區分相對音高——這是我們識別熟悉曲調的方式,即使特定音符比原始音符高得多或低得多。但是我們非常不擅長區分絕對音高(例如,分辨同一首歌曲的兩個不同調)。“如果你提高一個音高,人們會聽到相同的東西,”他說。

也許那些擁有絕對音感的罕見人群除外。我想知道他們在諾曼-海涅的研究中會表現如何。

音高也出現在你意想不到的地方。比如對雙語兒童的研究中。西北大學的詹妮弗·克里茲曼在距離麻省理工學院小組僅幾步之遙的地方做展示,她研究了一組來自芝加哥的14歲兒童。他們中有一半人說西班牙語和英語兩種語言,另一半人只說英語。最近,她測試了這些孩子在安靜的背景下或在大量其他閒聊聲中聽到特定聲音(單詞“dah”)的能力。

有趣的是,在所有噪音中,雙語兒童更擅長挑選出特定的聲音。正如克里茲曼所說,“他們更能夠專注於聲景的相關區域。”

為什麼會這樣呢?嗯,一些之前的研究表明,當雙語者切換語言時,他們實際上會切換他們的聲音音高。這似乎表明,對於雙語使用者來說,音高在多個層面上都具有意義。在長期接觸操縱不同聽眾的聲音,壓制一種語言的特定聲音而不是另一種語言的聲音,以及必須對其環境中的不同聲音進行分類之後,雙語者可能已經微調了他們的聽力能力

也許並不奇怪,還有另一群人非常擅長從噪音中提取聲音,而且音高對他們來說很重要:音樂家。根據克里茲曼的說法,受過訓練的音樂家,就像雙語者一樣,“可以過濾掉他們聽覺場景中不相關的部分。”

希望他們中的一些人能出現在SfN音樂社交活動中。

圖片由Flickr/photosteve101提供

Lena Groeger is a graduate student in New York University's Science Health and Environmental Reporting Program. Before moving to New York she worked as a graphic designer for Brown University Health Education, and before that studied philosophy (the obvious choice for a science journalist). You can check out her Web site, follow her on Twitter, and find more of her writing on Scienceline.

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