本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
大脑是一个神奇的器官。它使我们能够有意识地控制我们的行为，并且是我们思想和体验的所在地。我们周围的环境中每天都有数百万件事物进入我们的世界，但只有极少数能够通过我们感知的坚定辨别。花一点时间暂停阅读，想想衣服与皮肤接触的感觉。直到我提到它，你才完全有意识地意识到这一点，对吧？这只是大脑每天如何处理许多不同类型的感官输入的一个例子，它接收相关的刺激并将它们带入有意识的体验，同时丢弃不相关的刺激，这样你就不会不断地被所有不断轰击你的视觉、听觉和其他感官输入源所淹没。这种辨别是大脑如何集中注意力的问题。同时关注所有事物是根本不可能的，因此大脑必须选择哪些进入我们的感知，哪些被排除在外。当然，哪些进入和哪些排除在外可能会随时随地、因环境而异。
西北大学的 Kraus 实验室花时间研究了音乐训练对大脑的影响。几个月前，他们发表了一项研究，表明在老年人和年纪较大的人群中，音乐家在嘈杂、分散注意力的环境中听清 речи 的能力更强。这种在许多干扰噪声或竞争性 речи 的情况下分辨 речи 的能力是一种认知能力，这种能力在大多数老年人中往往会下降，因此他们发现音乐家在这方面表现更好，这为音乐训练对与年龄相关的衰退的积极影响提供了有希望的证据。
他们在新的论文中以这一有希望的发现为基础，探讨了在嘈杂环境中分辨 речи 的能力（或他们所说的，噪声中的 речи）的更广泛意义。他们实验过程的下一步是确定这种在噪声中分辨 речи 的更强注意力能力如何转化为音乐家与非音乐家大脑的实际差异。
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为了客观地测量注意力，Kraus 实验室招募了愿意戴上一个看起来很奇怪的帽子的人，这个帽子可以测量通过头皮的大脑活动电信号。
通过头皮测量和记录电活动的技术称为脑电图，简称 EEG。实验包括招募两组受试者，一组接受过音乐训练，另一组没有，并将那些可爱的帽子绑在他们的头上。接下来，受试者被安置在一个房间里，房间两侧各有一个扬声器。一个扬声器播放着一个声音在朗读故事，另一个扬声器播放着另一个不同的声音在朗读不同的故事，扬声器安装在房间的另一侧。他们被要求听一个故事，而不是另一个故事，然后在阅读后对故事进行简短的测验。当他们听故事时，脑电图帽子会记录他们的大脑电波。
这项研究想要回答的两个大问题是：1) 关注一个声音而不是另一个声音是否会产生注意力增加，而这种增加可以使用脑电图来测量；2) 音乐家的这种测量的注意力增加是否会更大。换句话说，我们能否衡量这些人尽管身处嘈杂的环境，但对一个声音的关注程度如何？音乐家是否比非音乐家更能集中注意力听清噪声中的 речи？
当人们试图专注于一个声音而不是另一个声音时，实验室正在密切关注大脑的注意力网络。他们特别关注的是，在两个竞争声音播放的八分钟内，大脑注意力中心的激活程度变化有多大。他们对注意力中心的脑电图记录随时间变化的程度有一个花哨的名称：反应变异。任何时候注意力中心激活的变异性很低，似乎都表明人们对某一件特定的事情给予了更多的关注。因此，低注意力变异性或低反应变异性是一件好事。这意味着受试者的大脑正在更好地集中注意力！
那么他们发现了什么？与没有音乐训练的人相比，接受过音乐训练的人更能够听清噪声中的 речи。音乐家的脑电图听觉注意力得分也高于非音乐家。所有这些数据几乎都是 Kraus 实验室上一篇关于老年人的论文中的旧闻，但真正有趣的东西来自脑电图记录的更多数据。
在论文的图中，红色表示在研究中对正确的声音（图中标记为“attend”的声音）给予了更多的关注。请注意，只有音乐家的大脑前部（即测量前额叶皮层电活动的位置）有红色分数。
当查看来自所有研究参与者的数据时，实验室发现音乐家和非音乐家之间的大脑反应变异性没有总体差异。至少在可测量的大脑活动水平上，似乎两组人都给予了同等程度的关注。但是，音乐家的大脑中似乎“听得更认真”的区域是前额叶皮层。
前额叶皮层通常被称为大脑的“CEO”。它负责更高的判断力、计划、集中注意力和控制社会行为。它是大脑中一生中发育最慢的部分，直到 25 岁才能完全成熟。在非音乐家中，在前额叶皮层的脑电图记录中，对目标声音的关注和对非目标声音的关注之间没有差异。但在音乐家中，前额叶皮层的脑电图显示，它对目标声音给予了更好的关注！
这项研究最令人着迷的部分是，效果的大小与音乐家演奏音乐的时间长短有关。音乐训练年限较长的人的前额叶皮层比音乐训练年限较短的人“更集中注意力”。似乎那些通过音乐学习花费更多时间训练大脑的人，其前额叶皮层更擅长将注意力锁定在目标声音上。
本文具有一些令人兴奋的意义。这是第一篇直接证明音乐家和非音乐家在选择性注意 речи 时具有不同的大脑激活模式的论文。它表明，前额叶皮层（被认为对注意力和控制负有很大责任的大脑区域）通过更多的音乐训练，在声音辨别方面变得更好。这可能意味着，在前额叶皮层完全发育之前的年龄进行音乐训练可能会增强注意力能力，这可能有助于治疗多动症等疾病。正如科学中经常出现的情况一样，更多的答案会带来更多的问题。音乐训练究竟是如何塑造大脑的注意力中心的？是否存在音乐训练无法在大脑中产生这种效果的年龄？我期待阅读更多试图解答这些问题的研究。
Strait DL, & Kraus N (2011)。你现在能听到我说话吗？音乐训练塑造了用于选择性听觉注意力和在噪声中听 речи 的功能性大脑网络。《心理学前沿》，2 PMID：21716636