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大腦樂章 熱門指數 : 2201

作者:xxx

「沒有音樂,人生將是一個錯誤。」 
              -德國哲學家 尼采 


  音樂為人類的精神糧食,滿足了我們心理層面如喜怒哀樂等各種需求。從物理聲學來看,這不過是群排列組合複雜的高低聲音;從心理學來看,這些聲音的組合能帶給我們情緒感受;從生物學來看,我們大腦的變化才是關鍵。究竟音樂有什麼特殊的意義?透過科學家們的研究,我們能從物理、心理甚至是生物學來了解樂聲為何能帶給人們歡樂、悲傷甚至改變生命嗎? 

 

音樂不只是聲音 


  音樂是聽覺上的刺激,本質上和一般的聲響似乎沒有不同,都是由聲音傳遞、波形、頻率或是振幅變化決定。不過,聲音單純的物理定律似乎不足以解釋何我們感受到的音樂,因為音樂更多了複雜的排列組合,高低音搭配快慢間隔。傳統研究聲音的簡約研究無法真正了解音樂的本質,也讓音樂研究者、物理聲音學者及神經科學家們聚在一起試圖找到突破點,找出音樂獨特的地方。 

  音樂的獨特在於符合了完形心理學(Gestalt psychology)理論的箴言「部份之總和不等於整體本質(The whole is greater than the sum of the parts)」,音樂是由聲音複雜的排列組合,包含聲音的數量、高低、大小、快慢或是間隔所形成。聲音獨立出現不會造成情緒或是記憶反應,在大腦聽覺皮質也有簡單的對應,可是當獨立的聲音藉由音高排列順序及快慢的不同組合成音樂時,卻能讓聽者多出原先所沒有的心理感受,也說明了部分(聲音、音符)之總和不等於整體(音樂)本質。此外,音樂美學的重要著作之一,1956年所出版的音樂中的情緒與意義(Emotion and Meaning in Music)書中,作者倫納德邁爾(Leonard Meyer)利用完形心理學解釋音樂中情緒及意義,也奠基了音樂的認知心理學研究。音樂與認知科學的連結,讓音樂研究跳脫原本藝術研究的框架,造成科學家們跨領域從各方面,不論是物理聲學性質,或是社會演化,甚至是生物機制,來切入挖掘更多秘密。其中,隨著神經科學領域的技術日新月異,音樂的生物機制也比過去來的清楚。 

 

音樂是大腦的聲響 


  透過臨床腦傷病人,大腦處理音樂訊息的重要性被突顯出來,後續更可進一步驗證特定腦區對某音樂功能的必要性。定義上,我們將腦傷後失去辨識音樂的能力的人稱為樂盲(amusia),指的是雖然聽的到樂聲,但卻無法清楚辨認音調及回憶樂曲。樂盲雖然只是無法辨識音樂,看似為簡單的病徵,但在病理上卻因許多腦區都與其有關而難以找到病因,這些腦區包含顳葉(temporal lobe)處理聽覺的皮質及和認知情緒有關的邊緣系統(limbic system)。腦傷病人幫助醫師及科學家們了解特定腦區對感知音樂的必要性,提供了極佳的研究的架構來探討一般人聽音樂時大腦背後的機制。 

  隨著神經科學技術發展,能進一步知道音樂欣賞時大腦有什麼反應。科學家們利用功能性核磁共振造影(functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI))測量血氧濃度變化,藉此推論大腦是如何建構出我們對音樂的感知,產生的情緒甚至回憶。整理音樂神經科學的相關文獻,可以將研究區分從下而上(bottom-up)及由上而下(top-down)兩類別。從下而上研究法是指操弄音高、節奏..等等音樂學的特性,藉由觀察受試者腦部反應的變化連結與知覺音樂有關的重要腦區。由上而下(top-down)則是從受試者對音樂的感受性,產生的情緒及認知為出發點,試圖理解人們的情緒及認知功能如何受音樂影響。 

  就如同前面提到,音樂包含音高、節奏、音調.. 等等。科學家們藉由操弄單一變項,希望能了解各成分運作的腦區。此領域的知名學者,加拿大麥基爾大學蒙特利爾神經病學研究所( Montreal Neurological Institute, McGill University )的羅伯特•扎托利(Robert J. Zatorre)教授透過操弄兩個音高差的大小並測量大腦血氧濃度比來研究知覺音高的神經機制,並於2008年的《神經心理學(Neuropsychologia)》期刊指出,右側聽覺皮質(right auditory cortex)是處理音高差異小的關鍵,左側聽覺皮質則只有當音高差異大時才有反應變化,對音高的辨認做了左右腦的功能區分。 

  當進一步分析不同的操弄變項後,發現除了處理聲音的顳葉反應外,腦部邊緣系統(Limbic system)如處理記憶的海馬回(hippocampus)、情緒的重要腦區杏仁核(amygdala)、高等認知功能的前額葉(prefrontal cortex)..等等都會有所活化。日內瓦大學的派崔克威勒米爾(Patrik Vuilleumier)教授在2011年發表在《大腦皮質(Cerebral Cortex)》期刊,發現欣賞音樂時產生複雜的情緒向度及強度與眾多腦區有關,高激發情緒如驚奇或歡樂與引發左側的紋狀體(Striatum)及腦島(Insula)反應一致,低激發情緒如惆悵及柔情與右側狀體及眼窩前額皮質(orbitofrontal cortex)有關。同樣地,羅伯特•扎托利教授並在2013年《科學(Science)》期刊再度發表的令人驚艷的研究,發現說明伏隔核(Nucleus Accumbens)能預期人們聽音樂產生的獎賞,不過聽覺皮質區只和價值評判有關而與預期獎賞無關。這說明人們聽音樂時產生的複雜情緒,從期待到享受的過程是透過中腦邊緣系統(mesolimbic system)及皮質的網路互動。 

  不論是從下到上或是從上到下的研究,目前都指出人們對音樂的感受是眾多腦區的運作的結果,是複雜的腦神經迴路運算後的產物。可惜的是,眾多的音樂科學文獻無法有共通理論說明彼此細部腦區運作的意義及差異。如何整合這些分散獨立的研究,收斂成全面性的理論,考驗著科學家們的智慧也將決定我們是否能回答總總“如何及為什麼”的問題。 

 

用音樂改變世界 


  透過大腦來探究音樂是新興學門,仍有太多的未知有待我們挖掘,但就算我們現今仍不知道其為何物,卻知其有何用。或許我們無法知道音樂的本質或是其在大腦的機制,無法知道音符排列與情緒腦區的聯結是如何產生,就像是神經電訊號如何產生感官一樣難解,但是音樂代表幾百年的歷史、藝術文化及人類情感的傳承,我們內心永遠知道音樂對人生的價值,它為我們情緒帶來波動,不論興奮或悲傷也不論激動或平靜。此意義不用言語即能體會,這是本能是天賦也是詛咒並跟隨我們一輩子。

 

 

創作分享:

個性將決定一個人喜歡的音樂種類,反過來說,音樂能窺看一個人的生活習慣。因此,了解音樂在腦中的訊息傳遞有助於人類認識彼此,甚至能提升音樂的藝術性,表現出音樂與跨領域研究的結合。

 

 

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