本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
大腦是一個神奇的器官。它使我們能夠有意識地控制我們的行為，並且是我們思想和體驗的所在地。我們周圍的環境中每天都有數百萬件事物進入我們的世界，但只有極少數能夠透過我們感知的堅定辨別。花一點時間暫停閱讀，想想衣服與皮膚接觸的感覺。直到我提到它，你才完全有意識地意識到這一點，對吧？這只是大腦每天如何處理許多不同型別的感官輸入的一個例子，它接收相關的刺激並將它們帶入有意識的體驗，同時丟棄不相關的刺激，這樣你就不會不斷地被所有不斷轟擊你的視覺、聽覺和其他感官輸入源所淹沒。這種辨別是大腦如何集中注意力的問題。同時關注所有事物是根本不可能的，因此大腦必須選擇哪些進入我們的感知，哪些被排除在外。當然，哪些進入和哪些排除在外可能會隨時隨地、因環境而異。
西北大學的 Kraus 實驗室花時間研究了音樂訓練對大腦的影響。幾個月前，他們發表了一項研究，表明在老年人和年紀較大的人群中，音樂家在嘈雜、分散注意力的環境中聽清 речи 的能力更強。這種在許多幹擾噪聲或競爭性 речи 的情況下分辨 речи 的能力是一種認知能力，這種能力在大多數老年人中往往會下降，因此他們發現音樂家在這方面表現更好，這為音樂訓練對與年齡相關的衰退的積極影響提供了有希望的證據。
他們在新的論文中以這一有希望的發現為基礎，探討了在嘈雜環境中分辨 речи 的能力（或他們所說的，噪聲中的 речи）的更廣泛意義。他們實驗過程的下一步是確定這種在噪聲中分辨 речи 的更強注意力能力如何轉化為音樂家與非音樂家大腦的實際差異。
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為了客觀地測量注意力，Kraus 實驗室招募了願意戴上一個看起來很奇怪的帽子的人，這個帽子可以測量透過頭皮的大腦活動電訊號。
透過頭皮測量和記錄電活動的技術稱為腦電圖，簡稱 EEG。實驗包括招募兩組受試者，一組接受過音樂訓練，另一組沒有，並將那些可愛的帽子綁在他們的頭上。接下來，受試者被安置在一個房間裡，房間兩側各有一個揚聲器。一個揚聲器播放著一個聲音在朗讀故事，另一個揚聲器播放著另一個不同的聲音在朗讀不同的故事，揚聲器安裝在房間的另一側。他們被要求聽一個故事，而不是另一個故事，然後在閱讀後對故事進行簡短的測驗。當他們聽故事時，腦電圖帽子會記錄他們的大腦電波。
這項研究想要回答的兩個大問題是：1) 關注一個聲音而不是另一個聲音是否會產生注意力增加，而這種增加可以使用腦電圖來測量；2) 音樂家的這種測量的注意力增加是否會更大。換句話說，我們能否衡量這些人儘管身處嘈雜的環境，但對一個聲音的關注程度如何？音樂家是否比非音樂家更能集中注意力聽清噪聲中的 речи？
當人們試圖專注於一個聲音而不是另一個聲音時，實驗室正在密切關注大腦的注意力網路。他們特別關注的是，在兩個競爭聲音播放的八分鐘內，大腦注意力中心的啟用程度變化有多大。他們對注意力中心的腦電圖記錄隨時間變化的程度有一個花哨的名稱：反應變異。任何時候注意力中心啟用的變異性很低，似乎都表明人們對某一件特定的事情給予了更多的關注。因此，低注意力變異性或低反應變異性是一件好事。這意味著受試者的大腦正在更好地集中注意力！
那麼他們發現了什麼？與沒有音樂訓練的人相比，接受過音樂訓練的人更能夠聽清噪聲中的 речи。音樂家的腦電圖聽覺注意力得分也高於非音樂家。所有這些資料幾乎都是 Kraus 實驗室上一篇關於老年人的論文中的舊聞，但真正有趣的東西來自腦電圖記錄的更多資料。
在論文的圖中，紅色表示在研究中對正確的聲音（圖中標記為“attend”的聲音）給予了更多的關注。請注意，只有音樂家的大腦前部（即測量前額葉皮層電活動的位置）有紅色分數。
當檢視來自所有研究參與者的資料時，實驗室發現音樂家和非音樂家之間的大腦反應變異性沒有總體差異。至少在可測量的大腦活動水平上，似乎兩組人都給予了同等程度的關注。但是，音樂家的大腦中似乎“聽得更認真”的區域是前額葉皮層。
前額葉皮層通常被稱為大腦的“CEO”。它負責更高的判斷力、計劃、集中注意力和控制社會行為。它是大腦中一生中發育最慢的部分，直到 25 歲才能完全成熟。在非音樂家中，在前額葉皮層的腦電圖記錄中，對目標聲音的關注和對非目標聲音的關注之間沒有差異。但在音樂家中，前額葉皮層的腦電圖顯示，它對目標聲音給予了更好的關注！
這項研究最令人著迷的部分是，效果的大小與音樂家演奏音樂的時間長短有關。音樂訓練年限較長的人的前額葉皮層比音樂訓練年限較短的人“更集中注意力”。似乎那些透過音樂學習花費更多時間訓練大腦的人，其前額葉皮層更擅長將注意力鎖定在目標聲音上。
本文具有一些令人興奮的意義。這是第一篇直接證明音樂家和非音樂家在選擇性注意 речи 時具有不同的大腦啟用模式的論文。它表明，前額葉皮層（被認為對注意力和控制負有很大責任的大腦區域）透過更多的音樂訓練，在聲音辨別方面變得更好。這可能意味著，在前額葉皮層完全發育之前的年齡進行音樂訓練可能會增強注意力能力，這可能有助於治療多動症等疾病。正如科學中經常出現的情況一樣，更多的答案會帶來更多的問題。音樂訓練究竟是如何塑造大腦的注意力中心的？是否存在音樂訓練無法在大腦中產生這種效果的年齡？我期待閱讀更多試圖解答這些問題的研究。
Strait DL, & Kraus N (2011)。你現在能聽到我說話嗎？音樂訓練塑造了用於選擇性聽覺注意力和在噪聲中聽 речи 的功能性大腦網路。《心理學前沿》，2 PMID：21716636