本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
請接受今天的這篇轉載文章,最初發表於2011年1月31日。
Sci 會承認,我花了大部分時間透過聽大量音樂來為這篇文章“準備”。
這是你的大腦
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(來源)
這是音樂對您大腦的影響嗎?
(來源)
嗯,老實說……可能不是。但音樂仍然很美妙。讓我們來看看為什麼。
那麼,讓我們從一點音樂帶來的“快感”開始吧
(啊……就是這個感覺)
Salimpoor 等人。“音樂高峰情感的預期和體驗過程中解剖學上不同的多巴胺釋放”《自然神經科學》,2011年。
每當我在學校向孩子們進行關於藥物研究和大腦中藥物影響的科普時,我們最終都會談到“自然”快感。令人愉快的事情,比如食物和性,以及正如我告訴他們的,搖滾樂。我知道之前有一些研究表明音樂啟用大腦中與快樂和獎勵相關的區域。這篇論文絕非是第一個,儘管它是第一個顯示特定腦區啟用與時間相關性的研究,也是第一個真正確定多巴胺是罪魁禍首的研究。儘管如此,這篇論文還是在網際網路上引起轟動,因為沒有什麼比“音樂讓你嗨起來!”這句話聽起來更棒了。
其理念是這樣的:人類發現很多事物都令人愉悅。這是必要的,因為如果你覺得某件事不愉悅,你就不會去做,而像吃飯和性愛這樣的事情,在某種程度上是必要的。當你需要從正在做的事情中感受到快樂時,就輪到你的中腦邊緣多巴胺系統登場了(我之前已經廣泛地寫過多巴胺,你可以在這裡檢視我之前關於它的工作)。總而言之,你的中腦邊緣多巴胺系統始於伏隔區(腹側被蓋區)產生多巴胺的細胞,伏隔區位於你大腦的中心深處。這些細胞投射併發送多巴胺訊號到其他區域,包括伏側紋狀體,其中包含伏隔核。
(多巴胺系統為藍色,圖片來自美國國家藥物濫用研究所 (NIDA))
伏隔核主要研究的是多巴胺訊號在其中對像可卡因或苯丙胺等藥物的反應變化。但伏側紋狀體中的多巴胺不僅僅對藥物很重要,它對像食物和性愛這樣的自然獎勵也很重要。
……以及音樂。
為了瞭解音樂對大腦的影響程度(以及影響起作用的時間),這項研究的作者招募了對音樂反應強烈的人。Sci 會為了參與這項研究而瘋狂,我聽音樂時會起“雞皮疙瘩”,選我吧!!
他們招募了聽音樂時會起“雞皮疙瘩”的人,與其他研究不同,他們讓他們帶上自己喜歡的音樂。之前的研究通常使用強烈情感的音樂,但不是參與者自己喜歡的音樂。我認為這是這項研究朝著正確方向邁出的一大步,音樂品味是非常個人化的。受試者帶來了大部分古典音樂,但也包括電影配樂、民謠、電子音樂和重金屬音樂。進行這項研究的實驗室實際上對所有音樂進行了編目,並在其網站上列出了這些音樂!
然後,他們在受試者聽他們最喜歡的音樂或中性音樂(通常是其他人帶來的選擇)時,使用 PET 成像和 MRI 對他們進行了研究。PET,或正電子發射斷層掃描,使用注入血液中的放射性示蹤劑(別擔心,它壽命很短)。這些示蹤劑可以針對各種物質,但在這種情況下,他們對標記多巴胺感興趣,因此他們使用了一種名為 [11C]raclopride 的化學物質。Raclopride 會擊中大腦中特定的多巴胺受體(D2 受體),並在其中充當拮抗劑。當你對 raclopride 進行放射性標記並將其放入血液中時,它會聚集在像大腦這樣的組織中,並開始擊中 D2 受體,同時發光,以便掃描器可以接收到它。然後,當你刺激多巴胺時(在這種情況下,使用音樂),多巴胺將與 raclopride 競爭 D2 受體。競爭將導致 raclopride 被取代,取代量與你擁有的多巴胺量相關。這是一種研究大腦中多巴胺實際發生情況的非常巧妙的方法。
當你可以將它與像 MRI 這樣的東西結合使用時,它會變得更好。MRI,或磁共振成像,是一種利用你體內原子短暫磁化(是的,我們可以做到)的技術,以非常詳細的方式對你的組織進行成像。當你在大腦中進行此操作時,你最終會得到大腦解剖結構的詳細影像。
所以現在你有 PET 來確定你有多巴胺訊號,並且你有 MRI 來確定訊號的確切位置。作者還測量了皮膚電導率、心率和血壓,以確定人們在聽音樂時何時出現“雞皮疙瘩”。他們還詢問受試者是否正在經歷“雞皮疙瘩”,何時出現,以及他們有多享受其中。
現在是展示漂亮圖片的時候了。
你會注意到右側所有相關性條(在“中性”和“雞皮疙瘩”條件之間)都在下降。這看起來很糟糕,但實際上是對的。請記住,你要尋找的是多巴胺取代 raclopride 的結合,所以你希望它下降。他們在尾狀核和殼核(紋狀體的一部分,通常被認為是背側部分,即頂部)以及伏隔核(被認為是腹側紋狀體)中獲得了顯著的變化。這些變化與血壓和心率測量以及參與者表示他們起“雞皮疙瘩”的時間點很好地吻合。
然後,作者決定再深入研究一步。他們要求參與者在起雞皮疙瘩時按下按鈕。然後,他們專門在 MRI 中檢視該時間點,以及之前的 15 秒。
看看那裡的 C 面板。你現在看到的是訊號的變化(所以這次上升是好的)。你可以看到伏隔核末端的大峰值與“雞皮疙瘩”相關,而之前的這段時間從尾狀核獲得了更多的訊號。在整個實驗過程中,參與者起的“雞皮疙瘩”的數量與伏隔核的啟用特別相關,這表明我們從中獲得的強烈快感是由於該區域的多巴胺訊號。
整個研究表明,音樂可以在伏隔核中產生多巴胺的良好增加。但這是否是一種“快感”,則是另一個問題。他們無法真正量化他們從多巴胺中獲得的訊號型別,只能確定他們獲得了顯著的變化。像可卡因這樣的藥物會導致伏隔核中的多巴胺增加高達基線的 300%,而像甲基苯丙胺這樣的藥物甚至可以更高。聽音樂時的強烈快感是否屬於同一類別?可能不是。但這並不意味著感覺不好。
整個研究為我們對音樂的生理反應提供了一個很好的生物學基礎,但它也引發了問題。為什麼我們會進化成這樣,以至於音樂會這樣影響我們?它的功能是什麼?僅僅是情感的增強嗎?如果是這樣,它是如何運作的?是熟悉音樂,知道你喜歡的部分即將到來嗎?它與語言以及我們在聲音中用於語言等事物的音調有關嗎?
我們還沒有這些答案,但也許有一天我們會找到答案。在那之前,當你在聽一些美妙的音樂並起雞皮疙瘩時,你就知道發生了什麼。
Salimpoor VN, Benovoy M, Larcher K, Dagher A, & Zatorre RJ (2011)。音樂高峰情感的預期和體驗過程中解剖學上不同的多巴胺釋放。《自然神經科學》,14(2), 257-262 PMID: 21217764
我必須以提供一堆 Youtube 連結來結束這篇文章。這些都是讓我 Sci 起雞皮疙瘩的音樂作品,可能我現在的多巴胺正要失控!
讓我們正確地開始吧
(哦,1:21。 Brrrrr。)
或者如果那不是你的菜
(我試圖找到舒伯特的 G 大調彌撒曲中的聖哉經,但我找不到一個我喜歡的女高音獨唱家,更不用說指揮了)
然後是這首
最後,這首
(噗……)
我想在評論中開放討論:什麼音樂讓你起雞皮疙瘩?不一定是古典音樂(對我來說是,但我知道不是對每個人都這樣)。Sci 想聽聽!