SCIENCE 科學

音樂腦 MUSIC & BRAIN

文⊙小莊

在漫長的生息繁衍代代相傳之中，擁有聽覺的人類為上帝賦予的這一美妙技能不斷錦上添花，先后創造出了語言和音樂——前者主要功能在于溝通協同；而后者，由于它絕對超出了實用，卻又已被應用到極致，實在是個神奇的矛盾體，于是猜測種種，眾說不一。

按照達爾文的進化論，生物的很多特征不是為了個體存活而出現，乃是為了求偶（說到底是為了繁衍）而出現的（比如孔雀的尾巴）。那么，既然音樂能力既消耗時間，又占用能量，這很有可能暗示著它在繁殖方面的功用。有一項統計調查為這個假設提供了證據：爵士音樂家的創作力大多在青春期過后有一個迅速增長，在成人期達到頂峰，隨著年齡增長以及為人父母而下挫，這種階段性的變化恰好是和求偶的周期相對應的。

也有人提出了第二種假設：音樂是用來使得人類個體更加緊密地團結在一起的。各種音樂節、舞會都似乎暗合了這一點。確實，音樂的社會功能是個相當有趣的話題。在靈長類的世界里，把自己弄干凈、不帶寄生蟲，是保證個體在團體中立足的條件，稱作社會修飾。而對人類而言，音樂起到的就是一種社會修飾的作用。

第三種假設，音樂不是一種功能，它只是進化中的一個副產品，是形成語言的過程激發了我們對音樂的熱愛。甚至可以認為，倘若某一天它從這個物種的特征中消失了，也不會產生什么大的改變和麻煩。

總而言之，音樂能力的進化和形成是非常特殊的，它既是一個進化史上的奇跡，又是一個伴生產物，其生物學基礎就是我們人體最重要的器官——大腦。

經典實驗及其所確認的

科學來到人世間，首要任務便是對不解之事物刨根問底，其對于聽覺體系的探究大約始于19世紀后半葉。1861年，法國外科醫生保羅·布洛卡發現了一個只能發出單一音節“tan”的病人，也就是說，這個可憐的人兒失去了絕大部分語言能力。等到此人逝世之后，布洛卡對其大腦進行解剖，果然發現其中某個特定區域遭到了損害，于是他便發表文章稱該區一定是用來掌管語言的，后來這個區域被命名為“布洛卡區”。1874年，德國神經學家卡爾·韋尼克差不多因同樣的契機又發現了另一個腦區也和語言能力相關，于是該區域被命名為“韋尼克區”。這兩個區都位于大腦的左顳部位（大致為耳朵上方），后被確認為人腦中主要用來處理語言的區域。

但有趣的是，那些語言處理中心被損壞的人并不一定會喪失他們的音樂才能，比如有位俄羅斯作曲家維薩里翁·沙波林，1953年他在一次中風之后大腦左半球出現了功能障礙，愈后既不能說話，也不能聽懂別人說話，但卻奇跡般地保留著音樂創作的能力，直到他1963年去世之前還一直作曲不輟。相反，也有那種音樂能力喪失殆盡但語言能力仍然得到保留的人。根據這些病例，基本可以得出這樣一個結論：人腦中處理音樂和語言的是兩個系統。那么，掌管音樂的腦區在哪兒？

別以為這是個簡單的問題，事實上，因為音樂這玩意兒相當復雜，早就分解出了方方面面的組成元素，所以沒法子一概而論之。比如說吧，有人不識樂譜，卻唱得一嗓子好歌；有人能夠玩樂器，卻一開口就五音不全，你說這是怎么回事呢？

直到20世紀90年代，法國國家健康與醫學研究院的凱瑟琳·利埃茹瓦-肖韋爾和蒙特利爾大學的伊莎貝爾·佩雷斯才設計了一個較為完備的實驗，來檢驗大腦中處理音樂不同元素的對應部分。這個實驗調查了65名因癲癇而接受了腦外科手術的病人，他們都被切除了左右大腦的某個顳葉（大腦的聽覺皮質便位于此）。研究者事先專門找人寫了一些短樂曲，在他們的設計中，樂曲被結構為六個元素，第一是音符的音高（即振動頻率），第二是音符之間的間隔，第三是樂曲的基調，第四是旋律輪廓（即高低起伏的出現和轉換曲線），第五是節奏，第六是速度，不同的短樂曲分別注重這六個元素的展現。

在第一套用來檢驗對基調和輪廓的理解實驗中，受試者聽了一些樂曲，每段播放兩遍，有的第二遍和第一遍相同，有的不盡相同，不同之處要么是基調經過了變更，要么是輪廓經過了變更，而他們的任務就是回答這兩遍是否完全一致。結果顯示，右腦受到損傷的人對基調的判斷有問題，而左腦受到損傷的人對輪廓的判斷有問題。這表明，處理音樂確實是兩邊大腦對稱著來的。同時，對于大多數人而言，音樂處理能力的主控權掌握在左腦，和語言主要在右腦處理正好相對。這一實驗還找到了涉及樂曲輪廓處理的大腦區域，確認其處于第一顳回，不過涉及基調處理的部分未能確定，而那些顳橫回（左右腦均有的）受損的人，對于辨識音高存在困難。

第二套實驗用來檢驗對節奏的理解。特別制定的樂曲中，部分節奏或以2/4拍送出，或以3/4拍送出，受試者同樣要回答播放過的兩遍樂曲是否完全相同，結果，他們都順利地完成了任務，這表明處理節奏的腦區不在顳葉上。

現代研究手段全面介入

利埃茹瓦-肖韋爾醫生和佩雷斯博士基本上還是在使用與布洛卡和韋尼克時期相同的方法來研究大腦的音樂功能，但是，現代大腦掃描技術的發展已經允許我們做進一步的探究了。1999年，德國明斯特大學的斯蒂凡·艾弗斯和多特蒙德大學的喬恩·丹內特做了一項嘗試，他們使用一種能夠測量血液在靜脈和血管中流速的方法——“功能性經顱多普勒超聲”技術，來考察人體血流對音樂的反應。研究對象是一些受過嚴謹音樂訓練的音樂家以及一些很少涉足音樂的樂盲。研究者先選用了一些以拉丁語吟唱的16世紀的牧歌，這種對于受試者來說都陌生的語言可以避免語義帶來的干擾。結果顯示，樂盲們右腦血流洶涌，而音樂家們左腦血流澎湃，這充分表明，受過訓練的大腦在處理和諧音方面果然不同于普通人。而當測試樂曲換上節奏感強烈的現代搖滾樂時，不管是音樂家還是樂盲，兩邊大腦都產生了血流上升的效應。這一實驗結果也與當年利埃茹瓦-肖韋爾醫生他們的觀察和判斷相吻合，即大腦對于音高和節奏的處理是分別進行的。

法國人赫爾維·普拉特爾和讓-克勞德·巴龍則采用正電子發射斷層掃描（PET）來檢驗人腦對音樂的反應，他們給受試者聽的是大眾耳熟能詳的比如《藍色多瑙河》之類的音樂，結果發現除了能夠激發顳葉的活動之外，位于大腦背面的視覺皮層也亮了起來。

這一結果無疑在提醒科學家們，音樂是一個綜合功能，它牽動了進化中得來的種種能力。

毫無疑問，音樂還涉及到了記憶。早在1898年，佛雷德里克·申就以經驗主義的方式討論過鋼琴演奏中的記憶，1991年羅伯特·薩托雷等人在《大腦》期刊上討論了右顳新皮層在聽覺短時記憶中所起的作用。

音樂也是與情緒相關的。2001年，加拿大麥吉爾大學的安妮·布拉德和神經科學家羅伯特·札特爾等人發現，人們在聽音樂時脊椎會產生“不寒而栗感”，顯然是觸發了神經的獎懲系統，與食物、性和毒品上癮帶來的刺激相似，而之后的正電子發射斷層掃描顯示，大腦的快樂中樞

現代神經科學的發展已經證實，豐富多彩的音樂影響到了人腦中的許多區域，主要包括如下一些——

1．前額葉皮層：這個大腦區域扮演著一個與創造力、滿意度以及暴力沖動有關的角色，當一個節拍消失的時候，它會出現反應。最近有個研究還表明，在即興表演中，前額葉皮層中與表演控制相關的部分會關閉，同時另一個自發意識的部分會被啟動。

2．運動皮層：音樂和運動不可能分割，聞歌起舞，而演奏樂器更需要良好的生理運動來配合。

3．感覺皮質：演奏樂器時的動作會給感覺皮層輸送一個策略信號。

4．聽覺皮層：聽到任何聲音都會激發本區域，其中包含對音高和基調的分析。

5．視覺皮層：看樂譜或觀看表演者的動作能激活視覺皮層。

6．小腦：小腦被認為是掌管肢體運動的，因為那些讓人忍不住想用腳打拍子及手舞足蹈的音樂不可能不撩撥到它，它也參與了情感方面的活動，并能分辨出大小和弦的不同。

7．海馬：這是一個和長期記憶有關的大腦區域，或許能夠幫助大腦找回記憶并為聲音提供一個“上下文背景”，當音樂出現情緒性變化時它會被激活。

8．杏仁核：它似乎參與了與音樂有關的記憶，在大和弦及小和弦上的反應有所不同，而那種聽音樂時到了某個轉換部分人會突然一顫的反應也是因為它被喚醒了。

9．伏隔核：這部分大腦結構被認為是獎懲系統的中心，它或許通過多巴胺的釋放來產生對音樂的情緒反饋。

大腦因音樂而更完善

對于慣用右手的人而言，左側的次級聽覺皮質主要處理語言信息，右側的次級聽覺皮質主要處理音樂信息。那么受過音樂訓練的人在聽音樂時，右側次級聽覺皮質的反應會不會比一般人更為活躍呢？沒錯，西雅圖華盛頓大學的斯蒂芬·莫里森等人在2003年獲得的實驗結果支持這一觀點。六位音樂家與六位無音樂訓練背景的人士在實驗中聆聽了兩種風格截然不同的音樂：巴洛克時期作曲家史卡拉蒂的《三重奏鳴曲》和中國傳統樂曲《柳青娘》。音樂家們熟悉史卡拉蒂，但不熟悉《柳青娘》，而非音樂家對這兩支曲子都是陌生的。核磁共振成像顯示，不管是在聽西方音樂還是中國音樂，音樂家右側顳上回的活躍程度都比非音樂家來得顯著。

音樂增進大腦發育不僅僅體現在聽覺皮層上，事實上，還有一個更著名的案例，即所謂“莫扎特效應”，說是聽多了莫扎特的人會更聰明。那還得回溯到1993年10月，一位叫做弗朗西斯·勞舍爾的美國加州大學學者在《自然》上發表了一篇文章，稱發現莫扎特有提升智力水平的功用，至少具有短期效果。他和合作者找來一些學生，把他們分為三組，分別置身于以下三種不同的聲音環境中：D大調莫扎特鋼琴奏鳴曲、休閑音樂和安靜無聲。一段時間后，他們對受試者作空間推理測試，結果發現聽莫扎特的一組成績最好。由此得出結論，感知音樂和空間推理兩項活動在大腦中的區域可能有共通之處，因此某些特定音樂能夠起到類似于測試熱身的作用。不過，這篇文章馬上成了靶子，有人接下去用類似的方法重復了這個試驗，不同之處在于換了測試形式——讓受試者復述一串數字，結果十分不理想。由此可見，“莫扎特效應”對測試形式有選擇性。還有人在猴子身上做了試驗，結果更具有諷刺意味：聽了十五分鐘莫扎特鋼琴曲之后，猴子的記憶力不升反降；而聽噪音的猴子在記憶力方面竟然有一個小小的提升！一言以蔽之，勞舍爾的實驗被認為存在很大漏洞，樣本范圍小，且無法排除以下可能：并非莫扎特提升了智力，而是休閑音樂或安靜環境削弱了智力。

2006年左右，又冒出來兩個研究支持勞舍爾的觀點：一個研究認為莫扎特奏鳴曲可以讓老鼠更順利地完成迷宮游戲，在圍產期給老鼠聽，生出來的小老鼠成年后也更聰明；另一個研究說，觀察到音樂改變了大腦中蛋白質分子TrkB表達的水平，這種蛋白質和一種叫做“神經可塑性”的大腦學習機制有關。

關于“莫扎特效應”的爭論和實驗必將繼續下去，而這將毫不影響莫扎特作為最受歡迎的胎教音樂在世界各地賣得盤滿缽滿。

1995年，貝斯以色列女執事醫學中心的哥特弗萊德·施勞格發表文章稱，他們發現從7歲就開始演奏的職業音樂家有著很厚的胼胝體（即連接左右兩個半腦的神經軸突束），由此可以證明學習音樂有助于增強神經連接。但懷疑的聲音很快指出，這些音樂家有可能因為先有了強壯的胼胝體，才在音樂職業方面有所發展。

可貴的是施勞格始終堅持自己的判斷，他又從頭開始對31名兒童進行了系統的觀察研究，通過搜集他們六歲和九歲時的大腦磁共振圖譜來檢驗音樂對大腦的影響。這些觀察對象中，有六名兒童堅持每周至少兩個半小時的音樂演奏練習，三年下來，其胼胝體的部分結構成長率比大腦整體成長率高百分之二十五；而那些每周平均只有一至兩小時練習以及放棄練習的兒童都沒有顯示出這樣的成長率。

雖說這些研究還都只能較為初步地證實音樂對大腦的塑造，但更多證據正在給出更有力的支持，有趣的實驗結果也不斷地冒出來，一個普遍的觀點是，音樂將自上而下地改造人的大腦，通過高級皮層的改變來影響低級皮層。不妨夸張地設想一下：這個星球沒準兒哪一天就被音樂家給統治了，嗯，聽起來還是個不錯的結果。

【責任編輯：楊楓】