我们大脑的音轨

大脑如何解析音乐——以及如何集中注意力

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这是一个经典的鸡尾酒会难题:当人们在我们周围闲逛聊天——有些人对我们说,有些人对其他人说——时,我们的大脑如何决定我们应该在哪里集中注意力?

为了试图找出答案,斯坦福大学和蒙特利尔麦吉尔大学的研究人员扫描了 18 名受试者的大脑,这些受试者正在聆听 18 世纪英国作曲家威廉·博伊斯的古典音乐。

“你必须将这些信息流分割成块,”斯坦福大学精神病学和行为科学副教授、资深研究作者维诺德·梅农说。他继续说,切分数据的过程需要你“识别一些有趣的东西,然后你必须开启注意力网络。”


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麦吉尔大学心理学教授、研究合著者丹尼尔·列维京解释说:“记忆不像录像机那样工作,它更像 DVD”,它如何将事件回忆为离散的章节。

但为什么是音乐呢?

参与该项目的斯坦福大学神经科学研究生斯里达尔·德瓦拉詹简单地说。“音乐乐章之间的过渡,”他指出,“为研究大脑在这个分割过程中动态变化的活动景观提供了理想的环境。”

该团队将博伊斯几首四到五分钟交响曲的不同乐章编织在一起,让志愿者在 fMRI 机器中戴着降噪耳机聆听两首九分钟的乐曲;每首音乐作品都由 10 个管弦乐乐章组成。(之所以选择博伊斯的作曲,是因为他是一位相对默默无闻的作曲家,受试者不太可能熟悉他的作品,从而消除了如果他们回忆起他的交响曲会产生的大脑活动。)

该团队进行了全脑扫描,使他们能够专注于大脑中特别感兴趣的区域,从乐章之间过渡前 10 秒到过渡后 10 秒进行监测。(乐章之间的过渡以声音幅度的下降为标志,随后是一段短暂的静音,然后进入新的音乐部分。)

根据梅农的说法,在过渡期间,该团队不仅观察到离散大脑区域的活动,而且还注意到共激活网络(两个区域同时反应)对音乐变化的反应。活动开始于大脑前额叶皮层前部的区域以及大脑干上方的颞叶皮层部分。梅农推测,正是这个网络“检测到信息流中显着的变化”。接下来,朝向前额叶皮层后部和顶叶皮层部分(大脑上后部的顶叶外层)的区域开始做出反应。梅农指出,这些区域与注意力和工作记忆有关。

梅农说:“我们认为这可能是一种非常普遍的大脑机制……是核心控制信号的一部分,该信号是响应任何需要注意力的任务而产生的。”“我认为任何涉及检测显着事件并关注它的任务都会命令类似的反应。”

列维京补充说:“在这里,我们有一个激活高峰……与虚无相关,”当根本没有声音时。“[显然],存在负责发出事件开始和结束信号的神经过程。”

梅农团队的下一步:尝试确定在识别和响应信息流中的变化之后的下一个处理级别。它还计划应用其发现的任何新信息,以更多地了解“音乐中结构实际上意味着什么”。

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