本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
请接受今天的这篇转载文章,最初发表于2011年1月31日。
Sci 会承认,我花了大部分时间通过听大量音乐来为这篇文章“准备”。
这是你的大脑
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这是音乐对您大脑的影响吗?
(来源)
嗯,老实说……可能不是。但音乐仍然很美妙。让我们来看看为什么。
那么,让我们从一点音乐带来的“快感”开始吧
(啊……就是这个感觉)
Salimpoor 等人。“音乐高峰情感的预期和体验过程中解剖学上不同的多巴胺释放”《自然神经科学》,2011年。
每当我在学校向孩子们进行关于药物研究和大脑中药物影响的科普时,我们最终都会谈到“自然”快感。令人愉快的事情,比如食物和性,以及正如我告诉他们的,摇滚乐。我知道之前有一些研究表明音乐激活大脑中与快乐和奖励相关的区域。这篇论文绝非是第一个,尽管它是第一个显示特定脑区激活与时间相关性的研究,也是第一个真正确定多巴胺是罪魁祸首的研究。尽管如此,这篇论文还是在互联网上引起轰动,因为没有什么比“音乐让你嗨起来!”这句话听起来更棒了。
其理念是这样的:人类发现很多事物都令人愉悦。这是必要的,因为如果你觉得某件事不愉悦,你就不会去做,而像吃饭和性爱这样的事情,在某种程度上是必要的。当你需要从正在做的事情中感受到快乐时,就轮到你的中脑边缘多巴胺系统登场了(我之前已经广泛地写过多巴胺,你可以在这里查看我之前关于它的工作)。总而言之,你的中脑边缘多巴胺系统始于伏隔区(腹侧被盖区)产生多巴胺的细胞,伏隔区位于你大脑的中心深处。这些细胞投射并发送多巴胺信号到其他区域,包括伏侧纹状体,其中包含伏隔核。
(多巴胺系统为蓝色,图片来自美国国家药物滥用研究所 (NIDA))
伏隔核主要研究的是多巴胺信号在其中对像可卡因或苯丙胺等药物的反应变化。但伏侧纹状体中的多巴胺不仅仅对药物很重要,它对像食物和性爱这样的自然奖励也很重要。
……以及音乐。
为了了解音乐对大脑的影响程度(以及影响起作用的时间),这项研究的作者招募了对音乐反应强烈的人。Sci 会为了参与这项研究而疯狂,我听音乐时会起“鸡皮疙瘩”,选我吧!!
他们招募了听音乐时会起“鸡皮疙瘩”的人,与其他研究不同,他们让他们带上自己喜欢的音乐。之前的研究通常使用强烈情感的音乐,但不是参与者自己喜欢的音乐。我认为这是这项研究朝着正确方向迈出的一大步,音乐品味是非常个人化的。受试者带来了大部分古典音乐,但也包括电影配乐、民谣、电子音乐和重金属音乐。进行这项研究的实验室实际上对所有音乐进行了编目,并在其网站上列出了这些音乐!
然后,他们在受试者听他们最喜欢的音乐或中性音乐(通常是其他人带来的选择)时,使用 PET 成像和 MRI 对他们进行了研究。PET,或正电子发射断层扫描,使用注入血液中的放射性示踪剂(别担心,它寿命很短)。这些示踪剂可以针对各种物质,但在这种情况下,他们对标记多巴胺感兴趣,因此他们使用了一种名为 [11C]raclopride 的化学物质。Raclopride 会击中大脑中特定的多巴胺受体(D2 受体),并在其中充当拮抗剂。当你对 raclopride 进行放射性标记并将其放入血液中时,它会聚集在像大脑这样的组织中,并开始击中 D2 受体,同时发光,以便扫描仪可以接收到它。然后,当你刺激多巴胺时(在这种情况下,使用音乐),多巴胺将与 raclopride 竞争 D2 受体。竞争将导致 raclopride 被取代,取代量与你拥有的多巴胺量相关。这是一种研究大脑中多巴胺实际发生情况的非常巧妙的方法。
当你可以将它与像 MRI 这样的东西结合使用时,它会变得更好。MRI,或磁共振成像,是一种利用你体内原子短暂磁化(是的,我们可以做到)的技术,以非常详细的方式对你的组织进行成像。当你在大脑中进行此操作时,你最终会得到大脑解剖结构的详细图像。
所以现在你有 PET 来确定你有多巴胺信号,并且你有 MRI 来确定信号的确切位置。作者还测量了皮肤电导率、心率和血压,以确定人们在听音乐时何时出现“鸡皮疙瘩”。他们还询问受试者是否正在经历“鸡皮疙瘩”,何时出现,以及他们有多享受其中。
现在是展示漂亮图片的时候了。
你会注意到右侧所有相关性条(在“中性”和“鸡皮疙瘩”条件之间)都在下降。这看起来很糟糕,但实际上是对的。请记住,你要寻找的是多巴胺取代 raclopride 的结合,所以你希望它下降。他们在尾状核和壳核(纹状体的一部分,通常被认为是背侧部分,即顶部)以及伏隔核(被认为是腹侧纹状体)中获得了显着的变化。这些变化与血压和心率测量以及参与者表示他们起“鸡皮疙瘩”的时间点很好地吻合。
然后,作者决定再深入研究一步。他们要求参与者在起鸡皮疙瘩时按下按钮。然后,他们专门在 MRI 中查看该时间点,以及之前的 15 秒。
看看那里的 C 面板。你现在看到的是信号的变化(所以这次上升是好的)。你可以看到伏隔核末端的大峰值与“鸡皮疙瘩”相关,而之前的这段时间从尾状核获得了更多的信号。在整个实验过程中,参与者起的“鸡皮疙瘩”的数量与伏隔核的激活特别相关,这表明我们从中获得的强烈快感是由于该区域的多巴胺信号。
整个研究表明,音乐可以在伏隔核中产生多巴胺的良好增加。但这是否是一种“快感”,则是另一个问题。他们无法真正量化他们从多巴胺中获得的信号类型,只能确定他们获得了显着的变化。像可卡因这样的药物会导致伏隔核中的多巴胺增加高达基线的 300%,而像甲基苯丙胺这样的药物甚至可以更高。听音乐时的强烈快感是否属于同一类别?可能不是。但这并不意味着感觉不好。
整个研究为我们对音乐的生理反应提供了一个很好的生物学基础,但它也引发了问题。为什么我们会进化成这样,以至于音乐会这样影响我们?它的功能是什么?仅仅是情感的增强吗?如果是这样,它是如何运作的?是熟悉音乐,知道你喜欢的部分即将到来吗?它与语言以及我们在声音中用于语言等事物的音调有关吗?
我们还没有这些答案,但也许有一天我们会找到答案。在那之前,当你在听一些美妙的音乐并起鸡皮疙瘩时,你就知道发生了什么。
Salimpoor VN, Benovoy M, Larcher K, Dagher A, & Zatorre RJ (2011)。音乐高峰情感的预期和体验过程中解剖学上不同的多巴胺释放。《自然神经科学》,14(2), 257-262 PMID: 21217764
我必须以提供一堆 Youtube 链接来结束这篇文章。这些都是让我 Sci 起鸡皮疙瘩的音乐作品,可能我现在的多巴胺正要失控!
让我们正确地开始吧
(哦,1:21。 Brrrrr。)
或者如果那不是你的菜
(我试图找到舒伯特的 G 大调弥撒曲中的圣哉经,但我找不到一个我喜欢的女高音独唱家,更不用说指挥了)
然后是这首
最后,这首
(噗……)
我想在评论中开放讨论:什么音乐让你起鸡皮疙瘩?不一定是古典音乐(对我来说是,但我知道不是对每个人都这样)。Sci 想听听!