2019/1/22

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光看谱就可以听到音乐

神经学家很早就知道人类脑部区分为数个区域分别专精处理不同的行为,例如脑部处理听觉与视觉,基本上是在不同的区域。但是这些处理不同行为的区域间有没有相互关联的可能呢?

有一些作曲家具有联觉的能力,也就视听到特定的声音,眼睛会看到对应的颜色,所以让他们的音乐似乎更有特别的色彩。但是对一般人而言,这些能力可以经由后天形成吗?神经学家提出了神经可塑性(neuroplasticity)的概念,认为不同区域之间的关联可以透过后天训练来完成,要怎么寻找这种可以同时训练好几个不同行为的活动呢?

这种活动其实就在我们的生活之中,而且几乎人人都学过。这个就是学音乐。当我们在学习音乐的时候,我们至少同时需要有三种不同的行为能力同时协调运作:首先我们的眼睛要看乐谱,看完乐谱之后双手要能够演奏出乐谱上的音符,而耳朵会听到乐谱所代表的音乐还有我们演奏出来的声音。所以学音乐至少会同时运用到这三种能力。对一般人而言,这三种能力的连结可能不是那么明显,但是对训练有素的音乐家而言,这几乎就像吃饭喝水一样自然。所以音乐家脑部的反应有什么改变呢?

为了研究这个问题,一群科学家让一群职业音乐家与一般人同时阅读乐谱。在阅读乐谱的同时,这群科学家则用仪器来测量受试者的脑磁图。人脑基本上就跟电子组件一样,利用微小的电流在神经元之间传递讯号。当电流流动的时候会产生磁场,所以藉由测量人脑中磁场的分布情形并画成脑磁图,科学家可以知道看到脑部的实时反应。

当一般没有受过音乐训练的正常人看到乐谱的时候,反应跟看到一般的图像差不多,基本上会注意在乐谱上是不是有规律出现的图样。但是当音乐家看到乐谱的时候,处理是觉得区域当然有反应,但是更特别的是掌管听觉的区域也会有反应,这显示某种程度而言,音乐家光是看到乐谱就可以想象出音乐的样子,不一定需要实际演奏。科学家认为,这是神经可塑性的一个相当有力的证明,因为在长期训练下,音乐家的脑可以把视觉跟听觉两个区域连结在一起,这证明人脑可以经由后天训练而得到其它的能力。

所以当我们在学习新的能力的时候,尽管一开始不太熟练,那也没有关系,因为只要持之以恒,我们的脑就会对这些训练做出改变,来适应新的挑战。

原始论文
"Musical expertise is related to altered functional connectivity duringaudiovisual integration." PNAS (2015) 112, 40, 12522
DOI: 10.1073/pnas.1510662112

相关报导
1. ars technica 2015/09/22: Musicians hear songs when they read music,non-musicians seek visual patterns
2. Medicalxpress 2015/09/21: Audiovisual integration in musicians

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作者:陈劲豪 科教中心特约写手,从事科普文章写作。2011年于美国纽约州立石溪大学(SUNY at StonyBrook)取得博士学位,研究主题为相对论性重离子碰撞(Relativistic Heavy IonCollision)。长期担任中文科学新闻网站「科景」(Sciscape.org)总编辑。

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