本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
华盛顿特区 — 在神经科学学会 (SfN) 会议上,漫步于似乎绵延数英里的演示文稿、海报和兴奋的科学家之间,我不禁听到了很多内容。从腹内侧前额叶皮层到功能性磁共振成像;从社会奖励到血清素,各种各样的对话应有尽有。数千人的声音嗡嗡作响,回声阵阵,这感觉几乎像音乐一样。
其中一些对话比其他对话更具音乐性,包括本周在此展示的关于音乐与大脑的最新研究。
关于第一项研究,可以把它想象成《记忆碎片》遇上了贝多芬。一位68岁的 大提琴家“PM”失去了所有的记忆,并且难以形成新的记忆。他无法说出任何著名的地标或事件,回忆起过去的任何重要时刻,甚至记不清今天是星期几。但他仍然能够记住音乐作品。他可以认出2005年之前(他失去记忆的那一年)的著名作品,并且能够区分它们与2005年之后的音乐作品。他还能够记住几个小时前他对音乐的情感反应(尽管他记不住几个小时前的其他事情)。柏林夏里特医科大学的研究员卡斯滕·芬克认为,这个案例证明了一个惊人的事实:音乐记忆与其它类型的记忆有所不同。
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但是,尽管PM的案例很奇怪,但也只是一个个例。关于失忆症和音乐记忆还有其他发现吗?实际上,并不多。没有太多研究这个主题的机会(不是每天都能碰到一位受过专业训练的音乐家,而且他的记忆也几乎被完全抹去)。然而,在20世纪90年代,有一个患者出现了相反的问题。这位患者完全失去了对音乐的记忆,但仅仅是音乐。所有其他认知功能都保持完好无损。这位患者没有失忆症,而是大脑的特定部位——颞上回受到了损伤。
碰巧的是,另一位在SfN上的研究员(而且和芬克在同一个大厅里做展示)也研究大脑的那个区域。也许他认为更准确的叫法应该是大脑的“音高中心”,这并不令人惊讶。
麻省理工学院的山姆·诺曼-海涅和其他神经科学家偶然发现了他们的发现。“我们正在寻找一个音乐区域,”他说。“相反,我们找到了一个音高区域。”
现在,关于是否仅由大脑的一个区域负责处理音高,还是整个分布式网络存在一些争议。诺曼-海涅的研究比较了人们在听不同声音时的功能性磁共振成像扫描结果。首先,他们听了一系列合成声音,比较了分解的和弦与未分解的和弦,或者和谐或不和谐的音符。然后,他们切换到自然声音,例如唱歌与正常说话。麻省理工学院的研究人员发现,颞上回对音乐的反应比对随机噪声或语音的反应强烈得多。
诺曼-海涅承认这项研究仅仅是一个开始。一方面,它只测试了少数人(一项实验检查了两个人,另一项检查了八个人)。但他认为,找到处理音高的特定神经机制,对于更详细地研究音乐感知的神经科学和体验来说,是一个令人兴奋的开始。例如,他对我们为什么更擅长识别音高的某些方面而不是其他方面感兴趣。人们非常擅长区分相对音高——这是我们识别熟悉曲调的方式,即使特定音符比原始音符高得多或低得多。但是我们非常不擅长区分绝对音高(例如,分辨同一首歌曲的两个不同调)。“如果你提高一个音高,人们会听到相同的东西,”他说。
也许那些拥有绝对音感的罕见人群除外。我想知道他们在诺曼-海涅的研究中会表现如何。
音高也出现在你意想不到的地方。比如对双语儿童的研究中。西北大学的詹妮弗·克里兹曼在距离麻省理工学院小组仅几步之遥的地方做展示,她研究了一组来自芝加哥的14岁儿童。他们中有一半人说西班牙语和英语两种语言,另一半人只说英语。最近,她测试了这些孩子在安静的背景下或在大量其他闲聊声中听到特定声音(单词“dah”)的能力。
有趣的是,在所有噪音中,双语儿童更擅长挑选出特定的声音。正如克里兹曼所说,“他们更能够专注于声景的相关区域。”
为什么会这样呢?嗯,一些之前的研究表明,当双语者切换语言时,他们实际上会切换他们的声音音高。这似乎表明,对于双语使用者来说,音高在多个层面上都具有意义。在长期接触操纵不同听众的声音,压制一种语言的特定声音而不是另一种语言的声音,以及必须对其环境中的不同声音进行分类之后,双语者可能已经微调了他们的听力能力。
也许并不奇怪,还有另一群人非常擅长从噪音中提取声音,而且音高对他们来说很重要:音乐家。根据克里兹曼的说法,受过训练的音乐家,就像双语者一样,“可以过滤掉他们听觉场景中不相关的部分。”
希望他们中的一些人能出现在SfN音乐社交活动中。
图片由Flickr/photosteve101提供