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【研究的故事】“音乐细胞”,你到底行不行?

发表时间:2019-10-1917人浏览 作者:新闻热点

一想到音乐家投入演奏的画面,你一定会深信音乐和共情之间存在着某种关系。音乐家克里斯汀•赫希(Kristin Hersh)曾在回忆录《鼠女》(Rat Girl)中有一段描述,生动地概括了音乐家和听众共同创造音乐体验的过程:

“我们演绎着听众的感受,同时自己也在感觉着它;听众反过来又在乐声中感受到这种回馈。我们都在彼此关注着对方的情绪诉说与流淌。……”

音乐是人类共同的语言,音乐家需要同时扮演“发射端”与“接收端”的角色。正是由于拥有这样一套共享的神经机制,不同的人才有可能对音乐产生共同的体验。可是要想弄清楚音乐和共情二者之间的因果关系还真是有点儿困难。究竟是那些共情能力强的个体恰巧选择了音乐这条路,还是音乐训练在无形之中强化了共情?

加州大学洛杉矶分校的神经科学家莫纳-扎卡斯(Molnar-Szakacs I)和奥维里(Overy K.)认为,对音乐的共鸣,是受到了镜像神经元系统活动的调节而产生的(图1)。所谓镜像神经元,顾名思义,就是能够“镜像”其他人行为的一类细胞。因而也被一些科学家拿来解释共情(理解他人感觉)。他们针对这一问题提出了如下模型:听觉信号通过镜像神经元的结构式分析后,进入前脑岛唤起情绪。

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图1:人类镜像神经元系统在表征音乐的内涵与情感时的可能模型(Molnar-Szakacs & Overy, 2006)。

这幅“箭框图”(box and arrow model)作为一个模型,解释力有限,但却不失为一块“好砖”,引出科学家一连串的好奇心:既然音乐家受过那么多年的音乐训练,理应比普通人更“懂得”共情才对,这是不是就说明他们的镜像神经元也比普通人要活跃呢?

一个无效的研究:没控制好样本的研究有个什么用!

想知道音乐对人的大脑能不能产生作用,很容易想到的是直接把人分两组,一组学音乐,一组不学。一段时间之后,对比这两组人的异同。

剑桥大学一组科学家也是这么想的。他们设计了一种音乐小组互动项目(musical group interaction, MGI),猜想这种音乐训练能够有效提升8-11岁儿童的情绪共情水平。他们用了九个月的时间训练实验组儿童,培养他们的音乐才能。作为对照,他们不但组织了一批不接受任何训练的“被动控制组”,还专门设置了一类“主动控制组”作为对照。“主动控制组”参加另一版本的小组互动——以讲故事和戏剧配音等言语活动,来替代实验组的音乐、歌唱和肢体语言。

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图2. (Rabinowitch et al., 2012)共情分数指标

上图是训练之后两组儿童在情绪-面孔匹配任务中的得分。可以发现,实验组和控制组在最后几乎取得了相同的成绩。也就是说,MGI项目对共情水平的拔高很有可能是由于这批儿童之前的“劣势”引起的,他们的起点本来就不同。

再看这个所谓的MGI项目,也不能算是严格的科学实验,其实就是一些培养共情能力的音乐游戏。比如,模仿和重复前一个玩伴的乐句和动作。这里的意图是相当明显的,与其说是音乐教育,倒不如说是间接的共情教育。这个研究另外一处纰漏就是,参加实验的儿童,只有三分之一是从不玩儿音乐的,大多数孩子都或多或少受过一些音乐训练。如此一来,问题就变得更加说不清了。

辛苦忙碌了9个月,这一组人不但没有得到预期的结果,连研究过程受到大量指责。

又一个无效的研究:关键点没变化的研究有个什么用!

不过,如果这样轻易就否定音乐训练对共情的作用,科学家显然是不服气的。不如换个思路:假如能从共情的“发生器”——镜像神经元中找到依据的话,同样也可以构成一条有力的证据。

通常认为,一个训练有素的小提琴家理所当然对《贝多芬D大调小提琴协奏曲》中的指法和音色有着更透彻的理解。因而自然会有人问:音乐家的镜像神经元在“听”到自己的演奏版本时会不会表现得比我们都要兴奋呢?

为了确定这一点,佛罗里达大西洋大学心理学家借助功能性核磁共振成像(fMRI),对人们听取音乐作品时大脑的血氧水平依赖(BOLD)信号进行分析。当然,考察的重点是与共情有关的镜像神经元系统的活动情况,他们希望能够发现精通音乐的人和普通人在共情的神经机制上的差别。

实验中受试者听到的都是肖邦《E大调练习曲》,其中一个版本是钢琴演奏的,跌宕起伏充满表现力;另一个版本是普通的电子合成音乐。听音乐的这些人被分为两组:精通组平均受过9.2年的音乐训练,外行组的平均训练时间只有0.7年。

果然,同大家猜测得一样,音乐家的大脑在乐曲的刺激下表现出和普通人不同的激活模式(请看图3. B)。可惜的是,科学家们真正关心的主角“镜像神经元”却在这个任务中表现得相当低调,谁也没法光凭一块负责“镜像神经元”的区域推断出这个人到底是不是音乐家。因为无论是精通组还是外行组,他们的镜像神经元都对自己演奏版本的音乐表示极大的青睐(图3. A),两组的反应简直是不分高下。这下可就麻烦了,连“镜像神经元”都不肯配合心理学家,那共情一说又从何谈起呢?

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图3 (Chapin et al., 2010) fMRI单因素方差分析结果。大脑活动(功能地图)显示:乐曲演奏版本的主效应A显著,其中SCG代表胼胝体下回,PHG代表海马旁回,vACC代表腹侧前扣带回,FPC代表额极皮层,DMPFC代表背内侧前额叶;音乐素养水平的主效应B显著,其中BG代表基底神经节,vStri代表腹侧纹状体。

沮丧之余,倒是有一个意外发现值得一提。当一曲音乐在展开的过程中,节奏的律动与人们镜像神经元激活水平的动态变化呈现出高度相关。对应脑区包括双侧Broadman 44/45区、颞上沟、腹侧前运动皮层、下顶叶,以及其他一些与运动相关的区域和脑岛。音乐节奏居然也能和镜像神经元扯上关系,我们不得不说,镜像神经元的潜力至此还没有全部被挖掘出来呢。不过,想想吧,它连专业音乐家都不肯“偏袒”这一点可真是让心理学家伤透了心。来自镜像神经元的这份意外的“鼓励奖”也算是一种叫人哭笑不得的安慰了。

一个“没用”的研究:科学研究有个什么用!

对心理学家而言,没有显著也就意味着无法给出肯定回答,当然更是没有权力去否定原来的假设。于是这个假设就会在“不置可否”的泥淖中越陷越深,尽管它“看上去是真的”。那么能够给出肯定回答就意味着最终的胜利吗?看了最后这个故事你也许就明白了。

还是一群孜孜不倦地想要揪出共情与音乐之间奥秘的心理学家。这回,研究者找来三队国际知名的萨克斯四重奏组合作为实验对象,让他们分别演奏多梅尼科•斯卡拉蒂(Domenico Scarlatti)的古典音乐片段,同时记录他们脑电活动(EEG)。在另一实验条件下,只要求演奏者观看自己刚才在乐队合奏时的录像,同样记录其脑电活动。

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图1A(Babiloni et al., 2012)实验过程概览:四个音乐家合奏的同时记录下脑电活动。

在开始实验之前,研究人员先根据乐手们填写的Baron-Cohen共情指数问卷(EQT)对他们的情绪共情水平进行评估,之后又通过“观点采择”和“心理理论”任务测试了他们在认知维度上的共情能力。接下来,暂且让我们过滤掉所有的技术细节,直接跳到脑电记录的结果:在观看自己表演的录像时,共情指数量表上得分越高的个体,右侧镜像神经元区域的神经元活动更强。

研究者总算可以给出了一个肯定的答案了,假如我们不去较真样本容量过小的问题,对研究假设也不予以质疑的话。我们得到的结论是:情绪共情的高分意味着音乐家在观看自己演奏时镜像神经元所在区域的皮层活动更强。

问题是绕了一个大圈子之后,我们不得不又回到了原点!的确,看似音乐家的镜像神经元与共情之间的关系是找到了,很遗憾,有人得举手抗议了,说这是桩“没用”的研究。无疑,强大的共情能力会让音乐更具感染力,但想用它来衡量专业水准怎么也说不过去,上蹿下跳的摇滚歌手所受的音乐训练就一定胜过头脑冷静的作曲家吗?

重播一遍最初的问题:是音乐促进了共情,还是共情投奔了音乐?关于这个话题似乎还远远不够说的。科学研究的过程就像你读这篇文章一样,当你费了半天劲,克服种种困难完成之后却发现,没有得到任何“结果”。但这才是科学研究的常态。

上述研究槽点甚多,本文只作抛砖引玉,欢迎大家一起来吐槽。以下是选摘过来的原博客读者吐槽。

后记1(2012年12月30日):

一个很重要的实验条件,即观看其他萨克斯乐队演奏的录像,在本研究中并没有加以讨论。尽管在观看自己演奏的录像时,画面中既有自己又有同乐队的其他乐手;但如果真正要研究共情的话是不是应该观看只有其他人的录像才对呢?观看自己的录像会勾起当初演奏该作品时的记忆,并且不可避免地掺杂着有关自我意识的内容(比如:自豪、谦逊、失手的尴尬等等)。

后记2(2012年12月31日):

 一个匿名的评论者认为那篇EEG的文章有伪造之嫌,因为这里涉及到难以克服的伪影问题,而且还存在EEG的来源定位问题。我将会在后续评论中追加其中的技术问题和缺陷。


编辑的话 :许多人认为只有像爱因斯坦那样提出跨时代理论的才是科学家,但科学家其实大多数时候是在做着这样的循环:“提出问题-设计实验-没有差异”。而且好不容易做出一点差异之后,还要面对万箭齐发一般的挑刺。对于心理学工作者来说,最好的祝福可能是:祝你天天显著!


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