音乐以何种方式作用于人脑的探究
来源：中国应用生理学杂志
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栏目：期刊导读 时间：2021-05-04
音乐以何种方式作用于人脑的探究■王超慧＾乐是以何种方式作用于人脑，是长期以来始终困惑１ｒ费。世在神经科学和脑科学研究成果的强大推动力之下，甘于我国音乐界、至今尚没有得到完满解释的一个问 界科技强国相继创建了神经艺术历史学（ｅｒａｔｉｏｈｔｎｕｏｒｓ－利用神经科学、题。但是，生理学和心理学等相关学科的ｙ）神经音乐学（ｅｒｍｓｏｏｙ）神经美学（ｅ－ｒ 、ｃＮｕｏｕｉｌｇ 、ｎｕ逐渐成长壮大起来。相关研究却如雨后春笋般蓬勃发展， ｒａｓｅｉ）、ｏｅｔｔｓ⑨认知神经美学（ｏｎｔｅＡｓｅｉ）神ｈｃＣｇｉｖ ｅｔｔｓ 、ｉｈｃ林华所著《乐审美心理学教程》，介绍情绪例如：音中在Ｎｒｏｓｐｙｈｌｇ ｆｕｉ、 ｃ）经音乐心理学（ｅｖｕ ｓｃｏｏｙｏｍｓ⑤神经音和情感时就运用了神经科学和脑科学进行了阐述；罗小Ｎｕｏｇｃｌｓ ｄｃｔｎ）、ｏ ｃｉ乐教育学（ｅｒｌｉａＭｕｉＥｕａｏ＠演奏艺术的平所著《音乐心理学》大量介绍了国外利用神经一书中，生理心理学（ｉＫｎｔｄｓＭｕｉｅｅｓ）、经音乐分Ｄｅｕｓｅ ｓｉｎ⑦神 ｚｒ神经心理学及神经解剖学，究与音乐相关问题生物学、研类学（ｕｉＣａｓｃｔｎＮｕａＮｔｏｋ⑧神经音乐Ｍｓ ｌｓｉａｏ ｅｒｌｅｒｓ）、ｃｉｆｉ ｗ周海宏所著《乐与其表现的世界》的发展状况；音一书作曲学（ｅｒｌｎｔｏｋｍｓ ｏｐｓｉ 学科。这Ｎｕａｅｒ ｕｉｃｍｏｉｏ ｗｃｔｎ）在音高相关的联觉的发生”，“中，阐述与“时也以神经些学科的建设都是建立在脑科学或神经科学的基础之兴奋感为中心的联觉机制”张鸿懿所著《进行了论述：音上，利用脑科学或神经科学的原理、论、理研究研究手段、乐治疗学基础》更是利用神经科学及脑科学，一书中，介方法等作为音乐研究课题的切入点，从事音乐基础理论特别是《乐治疗学基础》绍了音乐治疗的心理学基础，音 和音乐应用理论研究。基于脑科学主体的神经生物学已专关的第三讲中，门介绍了“于音乐与大脑关系的研究成为生命科学中发展最迅猛的前沿科学之一，人们探索 德克洛佩尔女士所方法”国著名音乐心理学家雷娜特?特别是大脑的奥秘业已成为现实，神经系统，致使科学家著《一演奏艺术的生理心理学津要》书中的最后一章介及音乐研究工作者把音乐研究的方向直指人类的大脑及绍了神经系统和有关音乐方面的感觉器官等。与近些年，希望通过对人脑及神经系统的研究，神经系统，找到或解音乐相关的书籍、教科书和音乐类学术论文中也经常会疑释音乐中长期以来困惑于我们的“难杂症”的解决办听觉”和“引用神经生物学及生理学的专业术语“视以及始终未能诠释音乐中存在的问题。由此可见，法，采并用听觉和视觉解释音乐中的问题，觉”，我由此，们可运用神经生物学的原理和理论，用神经图像技术、电生理以看到神经科学和脑科学已经悄然进入了音乐研究领技术、双光子显微镜技术、功能性磁共振成像技术一些与音乐相关的交叉学科也相继应运而生。域， ＦｎｔｎｌｇｅｉＲｓｎｎｅＬａｉｇ）磁共振成像ｉｃ（ｕｃｏａＭａｎｔ ｅｏａｃ ｍｇｎ、早在上世纪９０年代初，世界科研强国就加快了对神ｎｃＭａｔ ｅｏａｃ ｍｇｎ、正电子发射层扫描（ｇｅｉＲｓｎｎｅＬａｉｇ）经生物学研究的大量投入，神经生物学被誉为二十一世ＰｓｒｎＥｓｏ ｏｇａｈ、ｔｓ研究音乐中（ｏｉｏ ｍｉｉｎＴｍｏｒｐｙ）脑电图等，美９０年推出了“的十年计划”，纪的明星学科。国于１９脑 存在的问题以及解释音乐与人之间的关系；的各种现象； ９１Ｅ之后日接着欧洲于１９年开始实施“Ｃ脑十年计划”， 音乐对神经生理上的影响；并利用人体的生理结构和功９６年也正式推出了名为“本于１９脑科学时代计划”的跨能更好地为音乐服务，业已成为世界科技强国音乐研究预计在未来２内投入巨额研究经世纪大型研究计划，０年 领域最新的手段和方法。２人良．ＰＯＩ ＵＩ ０２８ＥＣ２３音尝 ＥＰＳＭＳ１１?ｓｏｇｃｏ音乐学探索Ｍｕｉｌｙ它神经生物学是研究人和动物的神经系统的科学，从分子、胞水平到神经网络，至整体系统水平上研细乃究神经系统，特别是脑的结构与功能及其相互关系，研究神经系统的生长和发育，最终目的是阐明行为和心其同时为阐明物质运动如何产生精神理活动的神经机制；活动这一重大哲学问题提供科学依据。人类之所以能成为万物之灵，因为我们具有高度发达的脑，是而人脑的所有功能都是在神经系统的协调下得以完成的，人类的思维和行为正是由神经系统，特别是脑的活动所主宰。 音乐表演、音乐创作、音乐审美、音乐教育、乐研究，音以都及与音乐相关的所有活动，要通过人的脑机制及神经机制才能得以完成。作为脑科学或神经科学主体的神经自然是涵盖所有音乐活动及与其相关研究的基生物学，础学科。它为人类的音乐活动奠定了神经基础及脑活动如果与音乐相关的理论研究，基于神经生物学规律，不的原理和理论，哪怕那就不可能有更深入的音乐理论，都需要人最简单的听音乐或对某一音乐活动进行研究，编发脑对采集的信息进行编码，制程序，出执行指令，这些都离不开脑机制及神经机制。虽然对人脑及神经系统的研究仍处在逐步完善之中，然而以人为本的音乐理论经建设却是毋庸置疑的。国外在这一方面的研究成果、验，可以为我们提供借鉴，可以推动我国在发展状况，也 这一领域的发展。１９ＧｒｏＬＳｗ）ｈ９３年美国认知神经科学家肖（ｏｄｒ。ａ教杂音授等人在《自然》志上发表了题为“乐与空间任务能力的科学论文”；９９年法国神经生物学家泽魁１９Ｚ（ｅｉｅｉ将他的研究成果写成专著——《Ｓｍｒｋ）内在视觉： 关于大脑与艺术关系的探索》２０年美国认知心理学；３０Ｒｂａ．ｉ）Ｓｓ家索尔索（ｏｅＬｏｏ编著了《艺术心理学与意识大脑的进化》美国帕泰尔博士（ｎｕｄ ａ１编著了；ＡｉｄｈＤｐｔ）ｒｅ 《；０９音乐语言与脑》２０年出版了题为《神经系统科学和ＴｅＮｕｏｃｎｅ ａｄ音乐Ⅲ机能失调和可塑性》（ｈ ｅｒｓｉｃｓｎｅｃＩｏｓ ＩＤｓｄｒｎ ｌｓｃｙ）ＭｕｉＩ ｉｒｅ８ａｄＰａｔｉ一书，ｉｔ它是２０ ０８年６月在加拿大魁北克召开的第四次同名会议的会议文集汇编。此会议的主题是“经系统科学和音乐”，神目的是召 集神经科学及音乐领域前沿研究工作者发表研究成果，提供相互交流，共同探讨未来神经系统科学和音乐的发展，增加研究者之间的协作，拓展神经系统科学和音乐研传播最新研究成果等。究领域，像这类音乐与脑科学及神经科学的研究文献不胜枚举，特别值得一提的是国外在这一领域的研究动向。如：例大脑处理音乐信号的中枢机制，脑及处理方式；中是否有专门处理音乐信号的中枢系统：乐与语言信号，音中枢系统为什么可以分别处理；不同频率的音乐信号，为什么可以对人产生不同的生理反应和心理反应：大脑听觉系统是如何对音乐信号进行编码及编制程序的；不同脑区为什么可以对音乐信息进行分别分析、听觉系统中的神经元，加工和处理；为什么各自有最宜反应频率ｉ音乐的神经通路搭建对音乐才能的 神经细胞相互间的联系对音乐学习者的重要性；影响；音和声及音色的脑机制是怎样的；乐的节奏、对音乐的频率神会单个神和响度，经元一旦形成反应方式，不会改变；经元或群体神经元受到音乐刺激，将会对机体产生怎样的影响；乐家的听觉皮质面积为什么比常人大；时的音儿音乐经验对神经系统可塑性变化的影响；音乐带来情绪和情感变化的脑机制及神经机制；协和音程与不协和音大脑的处理机制为什么完全不同等等。程，从以上的音乐研究内容及研究动向可以看出，所研究的范围皆在神经生物学的范畴之内，音乐作用于大脑及神由此可以断言，全方位地持续发展下去，经系统的研究不但会多元化，而方兴未艾，且更加会如火如荼，接踵而至，比肩叠迹，掀起１ 或引发２世纪音乐科学迅猛发展的一个又一个高潮。如果把音乐喻为神秘的符号，那神经生物学就像罗ｔｎＲｓｔ ｔ我们还不塞达碑石（ｏｅａＳｏｅ）虽然到目前为止，能完全破解音乐之谜，但是它已经成为了破解音乐之谜科学家和音乐家才会不最可能的手段和最佳路径。因此，倾为此信心百倍，遗余力，尽全力，雄心勃勃开拓这一领域的研究。我国到目前为止还缺乏这方面的系遗憾的是， 统研究。用神经生物学研究音乐的首要问题，就是音乐以何乍这个命题似乎并不种方式作用于人脑的研究。听起来，难解释：音乐作用于人脑的方式，主要是通过机体的听视其作用方式为物理觉、觉和躯体感觉与人脑建立联系，信号一化学信号一电传递。听音乐是将音乐声波的机械ａａｏｃｃｌ ｒｓｕｔｎ）机能转换为神经信号（ｏｈｅｒｔｎｄｃｉ，械一电转ｅｉ ａｉｍｃａｏｌｔｅｌｒｓｕｔｎ）看换（ｅｈｎｅｃｒａｔｎｄｃｏ，演唱会和音乐会器乐演奏通过手指和嘴唇等，是将光能转换为神经信号， 这些都是物理信号，中神经将机械能转换为神经信号，其信号包括电信号和化学信号，但是机体间和细胞间的通最广泛的信号是化学信号。讯中，无论是音乐带来的物理最终都要以脉 式信号，信号或化学信号，中通过动作电位的发放频率和发放模式进行编码，经中枢神经系统传递或投射到大脑皮质。音乐是以何种方式作用于人脑然而，并其的研究，非像上述的那么简单，中每种方式的原理就甚至有些神经生物学原理只是假说（极其复杂，如门控弹簧假说ｇｔｇｓｒｇｈｐｔｅｉ）况且，乐产生的声ｉｎａｎ ｐｉ ｙｏｈｓ。ｓ音音并非是以纯音形式出现的，这就为音乐在脑中的频率－４ｇＩＢＰ＂ＭＳＩ０?３ＰＬＳＣ２ ／￣－． ３Ｅ ＵＩ２１３８编码和响度编码的研究增加了难度，因为音乐产生的频ｔｔｉａ，ｎｏ率波形图直接对应耳蜗的音调拓扑图（ｏｏｐｃｍｐ） ｃａａｔｉｉｅｓｃ而音调拓扑图有赖于神经元特征频率（ｈｒｃｒｔｆｑｅｃ沿下丘中央核背腹轴由低频到高频的排列，ｒｕｎｙ）ｅ这其中一个重大问题就是如何破解大脑用于在神经元间传仅仅就音乐发出的声波，播信息的密码。因此，解释其作用于人脑的方式，它和音乐以外的声波作用于人脑的方并没有本质的区别，式，这是由人的生理功能决定的。随着神经生物学的迅猛发展，声波作用于人脑的奥秘，已早音乐作用于人脑的研究，仅仅局被解开了面纱。但是，不更重要的是人的脑机制或神经机制如何分析、限于方式， 加工和处理音乐信号，音乐信号在细胞问的通讯和信号传导，以及信号传导过程中带来怎样的生理反应和心理这些反应将对人们产生怎样的影响。反应，从音乐对神经生理上的作用过程看，其实和药物作用于神经生理有类似之处，它们的共同之处都可以对神经内分泌系统产生带来不同程度的生化反应。影响，而一种药物带来的生化更音乐更多的是通反应，多的是对生理机能产生的影响，过生化反应，改变人们的精神活动。为了使大家便于理有必要澄清两个问题。解， 音第一，乐是用耳朵听到的吗？其实未必尽然。耳朵好比麦克风，集音、它的作用主要是采音、传音和共振，它与麦克风的区别在于，朵具有扩音功能。也就是说，耳要想听到音乐仅靠耳朵是不可能完成的。必须重申两为此，个神经生物学和生理学的专业术语，听觉”和““听知这也是许多音乐类的教科书、觉”， 教材及学术文献中，经常会出现混淆的问题。一个具有正常听觉系统的人，对声音都具有听觉功能，形成也就是他能对声波产生感觉，但未必会产生听知觉。声音，为什么我们经常会听到一种却无法分辨是什么物体发出的声音，声音，什反而会问“么声”在？为什么一个从没有听过音乐的人，听见音乐声满腹狐疑？为什么一个非洲原始部落，时会不知所措，当认为大难临头了？听到铜管乐时，这说明听觉和听知觉是具有完全不同的两个概念。听音乐凭听觉只能换句话说，听到声音，并不能辨别是音乐声还是其它声音。这就好比眼相当于摄像机的镜头，凭镜头是无法摄用眼看物体，单 像的一样。第二，耳蜗核一脑听音乐或欣赏音乐的神经通路是，干一丘脑一大脑皮质一丘脑一大脑皮质。耳蜗核是第一级听觉神经中枢；脑干的延髓部分中的上橄榄复合核是听觉中枢的第二站；位于丘脑的内侧膝状体是大脑皮层完成了对音乐的音频、下的最高级听觉中枢。至此，声强和空间定位等的加工、处理，但此时人们并不能知道加处理声音的类别，工、也就是说并不能区分是音乐声或非音乐的声音。接丘脑是感觉上行传导的重要驿站，受除嗅觉外各种感觉纤维的投射。在丘脑音乐发出的声波信号，中受到高尔基Ⅱ型神经元的修饰，并形成复杂的神经联以获得对音乐声波信号的听感觉，系，这就是机体生理功听觉”能意义上的“。丘脑对音乐的频率和响度编码重新修饰，进行再编码后，由内侧膝状体发出神经纤维经听辐射至大脑初级听皮层，通过内侧膝状体和听皮层的神经通路介导意识听知觉”的听知觉。也就是说，“是丘脑和大脑皮质折返我们的大脑中没有交互的产物。虽然有些科学家曾指出：专门处理音乐的中枢，但是音乐家或音乐人的听知觉为什么比普通人有优势？为什么左音乐家聆听钢琴演奏时，５半球热烈活动区域比一般人大了２％？音乐家或音乐人一在处理音乐相关信号时至少有两点和普通人不同：是，音乐家或音乐人都受过专业训练，通过对音乐的学习或带来了神经通路可塑性变化，凭借经验，也就是他们与音比普通人更发达。二是，乐相关的神经网路构建，音乐家或音乐人在长期的音乐活动中，参与音乐频率和响度编以及分析、码，处理音乐信号的神经细胞数量，比加工、远普通人逾干越万。４亿个神经细胞，人脑中约有１０音乐家用于音乐活动的神经细胞，作也既可以单细胞“战”，可集团作战”，以群体细胞的“这就是音乐家聆听钢琴演奏产生“团作战”的神经细胞兴奋，时，集大量投入的神经细胞的放电，致使左半球热烈活动区域的面积比一般人５ 大了２％的原理。在音乐活动中，丘脑和大脑参与或投入的感觉细胞也就越有可能成为音乐家。及其他神经细胞的数量越多， 丘脑中的感觉细胞在音乐活动中，可以建立数不胜数的每个感觉模块都存储着不同的音乐感觉痕迹。感觉模块， 我们通常所说的“听觉”，正是感觉模块在丘脑中的体它也将决定一个人的音乐感觉。现，大脑中的神经细胞在通过和丘脑间神经元的折返交互活动，以音乐活动中，可建立不计其数与音乐相关的样本，每一个样本都存储着概念、对音乐的意识、其中，认识和知觉等，既有对音乐的也有对音乐的抽象样本，形象样本，这些音乐样本就是神听知觉”的基础，经生物学意义上的“脑可以说，中没有就不可能产生对音乐的听知觉。乐样本存在音乐样本，音于不同脑区或核团（包括大脑皮质、杏基下丘脑、仁核、底核、，距小脑等）它们之间在脑中交换的次数越多，中音乐样本就越精细，心距离越远，产生的音乐意识也就越越清晰。因此，精准、音乐的感觉模块及音乐样本是音乐研究音乐作用于人脑的方式，活动的本质和核心，实质上４／良ＰＯＩ ＵＩ １?ＥＣ２３８、毫尝 ＥＰＳＭＳｆ０２ｓｏｇｃｏ音乐学探索Ｍｕｉｌｙ就是在研究怎样建立音乐感觉模块和音乐样本。音乐界至今尚未得到完满解释的另一个问题：音乐为什么能够表现感情，其本质与核心也在于音乐感觉模块和音乐样感情、本的形成。机体是一个大型化学加工厂，情感和情绪就是化学物质制造的化学反应。音乐活动必须建立在脑机制及神经机制的基础之上才能得以完成，而人脑及神经系统活动的最基本方式，就是细胞问的通讯和信号其原理为电信号一化学信号一电传递。传导，音乐活动的每一个细节都是通过这一原理实现的，在这一过程中神如神经递质、经系统都会释放许多化学物质，神经肽和神可以说没有这些化学物质的参与，经激素等，细胞间就不音乐活动也就不可能实现。可能进行通讯和信号传导，这就为我们从事音乐研究，音乐基础理论建设提供了发展也为我们的音乐研究工作奠定了理论基础。方向， 目前我国的音乐研究和音乐基础理论建设的发展速与发达国家的距离相距甚远，多与音乐度还比较迟缓，许相关的学科都停留在音乐表面现象的研究中，特别是当涉及到音乐以何种方式作用于人脑的研究时，要么引用要么借鉴已被证实为错误的理论，国外的研究成果，甚至在运用神经生物学解释音乐中的问题时会出现不少谬误如视觉与视知觉、或值得商榷之处：听觉与听知觉、感觉神经电信号的传导与传递的概念混淆：“与感知觉、听神“经的中继站是下丘脑”；音乐的各种要素有其物理属当其作用于人的听觉时，性，则转换为一种心理属性”等 等。希望我们在此课题上的研究能够进一步的发展。１］细，０１年版。【ｏ李瑶《胞生物学》化学工业出版社２１ １】许神，００年版。【１绍芬《经生物学》复旦大学出版社２１ Ｅｓ ｇａ大学ｉ①英国，ａｔＡｎｌ星法尼 （）国，斯大学等。伦 ⑧英国，敦大学等。法 美国、国等。ｌｎｍ在９２年出版的题为《乐、维⑤美国纽约Ｐｅｕ出版社，１８音思的其音，ｎｒｅ和大脑》著作，副标题为《乐神经心理学》由Ｍａｆｄｌｎｓ Ｃｙｅ主编。加拿大等国。⑥⑦美国、 ８美斯加蒙 （）国，坦福大学；拿大，特利尔大学。科 ⑨美国，罗拉多大学。 喻指解密工具。硕王超慧 首都师范大学音乐学院副教授、士生导师 （责任编辑 金兆钧）参考文献１ｌｏ３，１－２，２ ｕｕｔ０７Ｃ， 【］ｅｌＶｌ１０７７７９４Ａｇｓ２０２Ｎｔｅｕ Ｍｅｏｓｇｎｍｅｄｔｇｗｔｎｉｅｒｄｕ［］ａｒｈｉｈｅｔｄ，ｅｏ ｅｉｎ ｉ ｅｇｎｅ ｎ—ｌａｅ（０ １）１ｃｅｓｓ２１，２３ａｒ．ａｄＧｇ ．Ｍ．Ｃｇｉｏ，Ｂａ ｄＣｎ］ ．［ＢａｓＢＪｎ ａｅＮｉｉｎｏｎｔｎｒｎａ ｏ—ｅｏｓｅｓｔｒａｎａｅｅＰｅｓｓｖｅ ｔ．０７Ｅｓｉｕｎｓ．Ａｍｓｅｄ＂Ａｃｄｍｉ ｒｓ，ｌｅｉｒＬｄ２７．４ＧｚａｉａＭＳｖｙＲＢｎｕ ．ｏｎｔｅｉ［］ａｚｎｇ ，Ｉｒ ，ＭａｇｎＧＲＣｇｉｖｅｒｓｉｎｅＴｅｉｌｇ ｆｔｅｎ．ｎ． Ｎｕｏｃｅｃ—ｈ Ｂｏｏｙｏ ｈ Ｍｉｄ ２ｄＷ．Ｗ．ｒｏｏａｙ．０２Ｎｏｔｎ＆Ｃｍｐｎ２０．５ａｅ３５１９；．ａｓｈｒＧＳｗａｄＫ．ｙＭｕｉ］ｕｈｃ【Ｎｔｒ，６，９３ＦＲｕｃｅ，．ａ ｎ Ｋ：ｓｎ ｐｔ ａｋＰｒｒｎｅａｆａｄＳａｉｌＴｓ ｅｏｍａｃ．６ａｅ３１１９；Ｇｒｉ，ｔ：ｅｒｉｇＩｐｏｅ］ｕｅ ａ【Ｎｔｒ，８，９６Ｍ．ａｄｎｒｅｌＬａｎｎ ｍｒｖｄｙＡｒｓＴａｎｎ．ｂ ｔ ｒｉｉｇ ７ａｅ０，９９ＣＦＣａｒ］ｕｓｒｌｅｏ ｅｕｅｆｕｍｒ【Ｎｔｒ４０１９．．．ｈｂｉ：Ｐｅｄ ｒＲｑｉ ｏｈ ｚｒ ｌｔｆｅｔｅＭｏａｔＥｆｃ．８郑生，００年 ［］煜《理学》高等教育出版社２１版。。９黄现，００年 ［］熙泰等《代生物化学》化学出版社２１版。、音谗 ＯＩ ＵＣ２１３５ＰＥＩ ２ ／氏＿ｆＥＰＳＭＳｌ０?８
