音乐训练对大脑可塑性的影响

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, 音乐家左 侧 颞 叶 平 面 面 积 的 增 大 意 味 着 因 音
乐训练导致 神 经 元 和 突 触 密 度 增 大 。 也 就 是 说 , 为 了在音乐活动 中 提 高 大 脑 半 球 间 信 息 传 递 的 效 率 , 音乐家们需要在该侧颞叶平面中增加 神 经 集 合 的 数 因此形成了左脑半球功能的专门 化 , 而这种带有 量, 左侧化优势的神经系统结构也进一步 促 进 了 音 乐 家 高级音乐能 力 的 发 展 。 因 此 , 该研究不仅证明颞叶 包括颞叶平面在内 ) 是主要参与 音 乐 认 知 加 工 上回 ( 过程的脑区 , 更为重要的是其有力地证实音乐家的 脑神经网 络 由 于 音 乐 训 练 经 验 而 发 生 了 重 要 的 变 化, 并在大脑的 听 觉 皮 层 形 成 了 专 门 的 神 经 网 络 联 结。 S c h l a u g 等人的 实 验 虽 然 证 实 了 音 乐 家 与 普 通 人的听觉皮层 在 结 构 面 积 上 的 不 同 , 但是对导致这 一差异的神经机制尚有待进一步研 究 , 因此, 为了进 一步探寻 早 期 音 乐 学 习 对 于 听 觉 皮 层 可 塑 性 的 影 基于上述实验结果 , 随后的一些研 究 者 采 用 不 同 响, 的实验材料和实验技术展开了大量研究 。 不 同 群 体 对 单 音序列的 听 觉 加 工 差异 1. , 以四 个 纯 音 ( 波形呈 u r e t o n e p , “ ” ) 正弦曲线的声音 听起来是单音调的 嘟 声 和 由 钢
长久以来 , 音乐作为一种重要的 艺 术 表 现 形 式 , 一直属于艺 术 研 究 范 畴 。 近 年 来 , 随着事件相关电 ) 、 、 、 位( 脑电图 ( 脑磁图( 功能磁共 E R P E E G) ME G) ) 振成像 ( 等脑成 像 技 术 的 迅 猛 发 展 , 音乐逐渐 f MR I ) 的研 被纳入 认 知 神 经 科 学 ( C o n i t i v e N e u r o s c i e n c e g 究领域 。 这是因为 , 音乐本身的成 分 极 其 复 杂 , 涉及 音色 、 节律 、 和声 、 曲调及旋律等多 种 因 素 , 因此个体 在从事各种音乐活动时 , 需要大脑的 运 动 皮 层 、 听觉 感知和信 皮层及视觉皮 层 等 多 个 脑 区 的 广 泛 参 与 、 息处 理 ( 见图 ) 。 而大 脑 是 1 一 个 复 杂 的、 动 态 系 统, 其 在形态结构 和 功能活动以 及 化学物质等 诸 多方面均能 够 因 学 习、 大脑 发育及病变 等 内部因素和 外 部环境的变 化
6] 。 实验材料 分 别 为 由 小 提 琴 和 小 号 进一步的研究 [ 1 1 演奏的 f 和b 以及一个4 实验被试 0 0 H z的 纯 音 ,
。实验以3 0
名音乐家 ( 其中1 具有绝 1人7岁 前 开 始 音 乐 学 习, 对音高能力 ; 具有相对 1 9人1 1岁后开始音乐学习, 和3 结果发现, 音乐家 音高能力 ) 0 名普通人为被 试 , 的大脑具有明 显 的 左 侧 化 优 势 , 其左脑听觉皮层的 , 颞叶平 面 ( 的面积较非音乐 l a n u m t e m o r a l e P T) p p 家明显增大 。 而 且 , 有绝对音高能力的音乐家与具 有相对音高 的 音 乐 家 和 普 通 人 相 比 , 其P T 的不对 ) 。 这种左右 颞 平 面 称性表现得更为明显 ( P<0. 0 0 1 面积的不对称性反映出音乐家听觉皮 层 细 胞 结 构 的 不对称 。 左侧脑区主要负责较为复杂的音 乐 结 构 和 信 息 的加工 , 其中颞叶平面是参与音乐加工的重要脑 区
/ : 中图分类号 : 1 0. 3 9 6 9 . i s s n 1 0 0 3-7 7 2 1. 2 0 1 3. 0 1. 0 1 8 J 6 0 文献标识码 : A D O I j
2] , ( 而发生重新建构 [ 这被称为脑的 “ 可 塑 性” l a s t i c - p
一、 问题的提出
, ) ; , 作者简介 : 宋 蓓( 女, 文学博士 、 哈尔滨 师 范 大学 音 乐 学 院 副 教 授 ( 哈尔滨 1 侯建成( 男, 理 学 博 士, 美国 1 9 7 7~ ) 5 0 0 8 0 1 9 8 0~ ) 得 克源自文库 斯 理 工 大学 人 类 科 学院 暨神 经 成 像 中 心 博士 后 。 收稿日期 : 2 0 1 2 0 9 0 8 - -
) 。 可塑性是脑神经系统的重要特性 , 也是人类行 i t y 为适应 性 的 生 理 基 础 , 并 贯 穿 于 我 们 生 命 的 始 终。 因此 , 许多研究 者 致 力 于 在 脑 可 塑 性 与 音 乐 训 练 二 以便更好的评估和检测在音乐 者之间寻找契 合 点 , 训练与刺激的影响下脑的活动区域和 激 活 水 平 所 发 生的变化 , 并进 一 步 证 明 音 乐 训 练 是 否 可 以 通 过 外 在刺激并整合内部相关脑区的结构和 神 经 激 活 模 式 来帮助我们提高其他认知能力 。
[ 5] 1 2 3 4 、 利用脑磁图扫 琴弹奏的 c c、 c 和c 为实验材料,
为 8 名小提琴家和 9 名小号 演 奏 家 。 实 验 任 务 要 求 被试在观看无声动画视频的同时随机 播 放 以 上 五 个 音, 同时利用脑 磁 图 扫 描 仪 记 录 音 乐 家 对 于 不 同 声 与纯音相 比 , 由乐器演奏的 音的脑反应 。 结果显示 , 单音序列更能 增 强 音 乐 家 听 觉 皮 层 的 激 活 , 并且音 会 乐家们在听自 己 所 学 习 的 乐 器 演 奏 出 的 音 色 时 , 诱发出一个更为明显的 N 这也就是说其听 1 0 0 波, 觉皮层会出现更多的激活 。 这个实 验 再 次 证 明 早 期 音乐学习经验对听觉皮层产生重塑作 用 更 为 重 要 和 明显 , 这使得音乐家对于单音音色的加工更加敏感 。 不 同 群 体 对 和 弦 序列的 听 觉 加 工 差异 2. 关于有无音乐训练经验的群体对 和 弦 序 列 的 听
( ) 文章编号 : 1 0 0 3-7 7 2 1 2 0 1 3 0 1-0 1 7 0-0 6
宋 蓓、 侯建成
音乐训练对大脑可塑性的影响
摘 要: 认知神经科学的研究证明 , 音乐训练不仅可以使个体获 得 特 殊 的 音 乐 技 能 及 大 量 的 音 乐 知 还可以对个体的大脑神经发育产生广泛而深远的影响 , 加强并改 善 大 脑 神 经 系 统 的 神 经 联 结 与 信 息 识, 沟通 , 使运动系统 、 听觉系统 、 边缘系统 等 多 个 脑 区 得 以 锻 炼 和 发 展 。 这 些 研 究 成 果 对 于 音 乐 教 育 具 有 重要的启示与借鉴意义 。 关键词 : 认知神经科学 ; 音乐训练 ; 脑可塑性 ; 音乐教育
二、 音乐训练对脑可塑性的影响
( 一) 音乐训练对大脑听觉皮层的影响 音乐是通过声音来塑造艺术形象的 众所周知 , 音响艺术 , 无论是对音高 、 音色 、 节奏、 和声及旋律等 各种因素的聆 听 与 感 受 , 还是将这些要素整合成为 一首完整的乐 曲 进 行 演 奏 , 个体脑内的听觉皮层都 因此 涉 及 声 音 分 析 、 听 起着重要的监听和辨识作用 , 觉记忆及听觉场景分析等复杂的 脑 部 活 动 。 也 就 是 说, 从获得对音 响 及 其 结 构 形 式 的 映 像 和 知 觉 到 理 解作曲家的创 作 意 图 , 再到评价表演者的演奏水平 等一切音乐活动都离不开听觉皮 层 的 积 极 参 与 。 这 使得我们有理由假设 : 接受音乐训 练 的 过 程 中 , 个体 大脑的听觉系 统 能 够 得 到 极 大 的 锻 炼 和 发 展 , 这不
德国的研究者
描仪测量了具 有 1 2年以上音乐学习经验的音乐专 业大学生 ( 共2 0人, 9 人具有绝 对 音 高 , 1 1人具有相 对音高 , 平均每周练琴时间约 为 1 和没 0到4 0小 时) 有音乐学习经验的普通大学生在聆听 音 乐 材 料 过 程 中听觉皮层 表 征 的 差 异 。 实 验 发 现 , 音乐专业大学 生在聆听钢琴 弹 奏 的 单 音 序 列 时 , 听觉皮层所产生 , 的等价偶 极 矩 ( 偶极矩是 e u i v a l e n t d i o l e m o m e n t q p
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一对数值相等 、 符号相反的电荷彼此相隔的距离与 与其 所 代 表 的 脑 电 电 流 密 度 与 总 体 强 度 电量之积 , 成正比 , 即偶 极 矩 越 大 , 说 明 该 脑 区 激 活 程 度 越 高) 比听纯音 时 增 大 了 2 1~2 8% 。 而 无 音 乐 学 习 经 验 的大学生 对 纯 音 和 钢 琴 弹 奏 的 音 不 存 在 偶 极 矩 差 异 。 因此 , 这个实验进一步证明 , 长时间的音乐学习 与训练使得音乐学习者在加工钢琴弹 奏 的 单 音 序 列 时, 听觉皮层神经激活的同步化更 为 明 显 , 也就是说 他们的听 觉 皮 层 有 更 多 的 神 经 元 参 与 音 乐 加 工 活 动 。 同时 , 实验还发现 , 音乐学习者 在 聆 听 钢 琴 演 奏 的单音时 , 偶极 矩 的 平 均 值 与 其 开 始 音 乐 学 习 的 年 龄呈显著的线 性 负 相 关 , 即开始音乐学习的时间越 他们识别钢 琴 演 奏 的 单 音 序 列 时 的 皮 层 重 组 也 早, 就越明显 。 这说明早期的音乐学习 经 验 与 听 觉 皮 层 结构发育和功能表征之间存在着密切联系 。 在此基础上 , 研究者又以类似的实验材料做了
[] 觉加工 差 异 , K o e l s c h等人 7 开展了一项脑成像研
究 。 实验的被 试 由 成 年 组 和 儿 童 组 两 个 群 体 组 成 , 其中成年组包 括 1 0 名 接 受 音 乐 训 练 9. 4年以上的 音乐家和 1 儿童组 0 名从未接受音乐训 练 的 普 通 人 ; 按照其学习 音 乐 的 时 间 长 短 分 的平均年龄为 1 0岁, 为非音乐训练组 、 中度音乐训练组 和 高 音 乐 训 练 组 。 实验刺激材料是 7 每个和弦序列由五 2 个和弦序列 , 个和弦组成 , 按照其收束和弦的不同分为规则的和 实验任务是让所有被 弦进行和不规 则 的 和 弦 进 行 , 试辨听和弦的类型并在每个和弦序列 结 束 后 通 过 手 指按键完成判断任务 。 儿童组 f MR I成像结 果 显 示 , 在辨听不规则的和弦序 与成人组的激 活 趋 势 相 同 , 列进 行 时 , 音乐组被试左右半球的岛盖部( a r s p ) 以及右侧颞叶上回前部的激 活 水 平 都 高 o e r c u l a r i s p 于普通被试 。 该 实 验 的 结 果 证 明 , 无论是成年音乐
宋 蓓、 侯建成 : 音乐训练对大脑可塑性的影响 1 7 1
仅使其能够敏 锐 地 察 觉 到 音 乐 中 细 微 差 异 和 变 化 , 而且大脑听觉系统的可塑性也会发生相应的改变 。 出于上 述 假 设 , S c h l a u g等 利 用 磁 共 振 成 像 技 术 进行了 音 乐 家 和 普 通 人 的 对 比 研 究
中国 · 武汉音乐学院学报 ) 2 0 1 3 年第 1 期 1 7 2 黄钟 (
家, 还是受过音乐训练的儿童 , 他们对 于 不 规 则 的 和 弦进行的敏感度均高于普通人 。 同年 , G a a b 等人
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论想吻合 , 证明 了 音 乐 家 与 非 音 乐 家 之 间 存 在 着 大 即音乐家一般为 左 侧 优 势 ( 右耳 脑非对称性的不同 , , 。同 而非音乐家一般为右侧优 势 ( 左 耳 优 势) 优势 ) 时, 由于音乐加 工 活 动 需 要 大 脑 有 较 多 的 脑 区 参 加 处理 , 所以 , 音乐 家 的 大 脑 在 听 音 乐 时 激 活 更 广 泛。 此外 , 由于参与该实验的音乐家被 试 均 是 在 4~9 岁 开始接受音乐 学 习 的 , 这再次证明早期音乐学习对 音乐能力的提 高 很 重 要 , 长期的音乐学习与训练能 增强脑的许多 精 细 功 能 , 尤其是提高了左半球的脑
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