我们如何研究大脑?

认知神经科学家是研究我们大脑如何进行思考、阅读、说话或演奏音乐等活动的研究人员。一些认知神经科学家对大脑如何理解不同种类的声音很感兴趣，比如自然界的声音、讲话的声音或音乐。其中一种研究方法是使用一种叫做功能性磁共振成像(fMRI)．功能磁共振成像显示了大脑不同部位的血流量。更多的血液流动意味着更多的氧气被使用。大脑区域消耗的氧气越多，大脑就越活跃神经元(脑细胞)在那个区域。认知神经科学家利用功能磁共振成像技术，可以看到人们在听音乐、阅读或观察他人面部表情等任务时，大脑某些区域的活跃程度。当你播放或演唱音乐时，大脑的许多区域都参与其中(图1，2)．

与音乐有关的大脑区域

让我们从讨论我们听音乐和创作音乐时大脑中发生了什么开始。首先，你认为声音是如何从耳朵传到大脑的?当你听到任何类型的声音，包括音乐的声音，声音首先进入耳朵，然后通过耳道到达耳膜。耳膜震动——就像鼓被敲过一样。鼓膜将这些振动传递到中耳和内耳。内耳中的微小毛细胞随着振动而移动，向耳朵发送信号听觉神经，将信号传送至大脑(图1)．

听觉皮层

大脑中接收听觉神经信号的主要区域之一叫做前额叶听觉皮层（图1)．初级听觉皮层位于大脑深处，在左右耳的正上方，它帮助我们判断声音的大小，或者它是高是低球场．音高是让我们决定音乐声音是“更高”还是“更低”的质量。例如，长笛或小提琴可以发出高音，而大号或低音提琴可以发出低音。

听觉皮层还能处理哪些其他种类的声音?听别人说话怎么样?听语言使用的大脑区域与听音乐时使用的大脑区域相似。这意味着，当你通过播放音乐来锻炼你的听觉系统时，你也在加强你用来与他人交流的联系。事实上，认知神经科学家发现，接受过2年音乐训练的儿童比没有任何音乐经验的儿童有更好的听力能力。1，2］．

运动皮层

大脑中演奏音乐的另一个重要区域是初级运动皮层．初级运动皮层位于大脑顶部，从耳朵到耳朵形成一个看起来像发带的形状(图2)．它不仅连接着大脑的其他部分，还沿着脊髓连接到手臂、腿和唱歌的肌肉。它实际上可以穿过一英尺或更长的神经!例如，这就是小提琴手在演奏小提琴时大脑和手指的交流方式。在播放音乐时，大脑中的其他区域也会参与进来;例如，有些区域是用来集中注意力的，或者是用来感受悲伤或快乐等情绪的。

除了音高、肌肉运动、注意力和情绪，你还能想到演奏音乐还需要什么吗?嗯，还有节奏。节奏是指音符的时间和长度。节拍是歌曲中帮助我们测量节奏的自然脉搏。你可以轻松地拍手，轻拍脚，或随着节拍移动身体。大脑中帮助你跟随节拍和节奏的区域被称为小脑（图2)．它看起来像一个花椰菜头，位于大脑的后部。

最后，当你和别人一起演奏音乐或唱歌时，你也必须听你演奏或唱歌的内容，以知道它听起来是美丽还是粗糙。此外，你必须运用你的听力和动作技巧与其他音乐家保持同步。研究表明，与他人节奏同步可以提高社交技能。3.］．

这是很多大脑区域在一起工作!因为演奏音乐通常同时需要许多这些功能，大脑区域一起工作。有趣的是，科学家已经证明，受过音乐训练的儿童左右脑之间的联系更强，特别是左右感觉和运动区域之间的联系。4］．这意味着持续的学习和定期的音乐练习可以改变你的大脑。

如果音乐训练可以改变你的脑细胞，这是否意味着它可以增强你学习其他东西的能力?是的!研究人员已经表明，学习音乐可以帮助语言发展，提高数学能力，并支持记忆和计划技能。

制作音乐的社会和情感利益

音乐对你的社交和情感也有好处!与他人一起打鼓和移动可以帮助你更好地与他们相处。3.］．每天在唱诗班唱歌也使年轻的音乐家更加慷慨，更愿意与他人分享奖励。5］．我们知道这一点是因为研究人员对此做了具体的实验。在其中一个实验中，研究人员要求孩子们决定是平分奖励，还是全部保留，但有失去奖励的风险。每天一起参加唱诗班的孩子比参加艺术组和竞技游戏组的孩子更经常分享奖励。5］．其他针对小学生的研究表明，在一个小组中演奏音乐可以提高帮助能力。6］．在另一项实验中，孩子们在参与集体音乐后感到更有归属感。7］．参加团体音乐也显著提高了孩子与他人共情的能力[8］．这意味着他们可以更容易地判断出某人是否悲伤，是否需要安慰。所有这些都很重要，因为世界是建立在社区和与其他人联系的基础上的。和别人一起玩音乐不仅有趣，还能帮助我们分享和联系。

音乐在很多方面对大脑都有好处。它可以帮助你在学校的注意力，提高你的语言技能，并帮助你更好地与其他人联系。但不要被愚弄了——为音乐而音乐本身才是音乐体验的最大好处。再一次，想象一下如果世界上没有音乐，那将会很无聊。音乐将我们连接在不同的文化之间，它充满乐趣，可以帮助我们感受最美妙的情感，或者在我们悲伤的时候让我们振作起来。这就是为什么每个孩子都应该接受音乐训练。

不幸的是，并不是所有的孩子都有幸有机会上音乐课。学校用于音乐教育的预算——也就是计划支付给音乐教师和乐器的钱——通常很少。你能做些什么来帮忙呢?继续参与音乐!通过参加音乐课，和你的朋友和家人一起演奏音乐，你在向你的学校和老师展示音乐课对你很重要。现在你已经知道了学习和练习音乐的好处，和你的朋友、同学和家人分享你的知识，告诉他们你为什么喜欢音乐。

术语表

认知神经科学家：↑研究大脑如何进行思考、阅读、说话或演奏音乐等活动的研究人员。

功能磁共振成像(fMRI)：↑一种通过测量活动期间或休息时每个大脑区域的血流量来可视化大脑活动的方法。

神经元：↑大脑中负责接收感官输入并向身体发送运动指令的一种细胞。神经元通过电子通信传递这些信息。

听觉神经：↑听觉神经从内耳延伸到大脑的颞叶，传递声音信息。

听觉皮层：↑大脑的“听觉”区域位于耳朵上方，负责处理音高和响度等听觉信息。

球场：↑音质使音乐听起来“更高”，如长笛或小提琴，或“更低”，如大号或低音提琴。

初级运动皮层：↑大脑的一部分，通过向肌肉发送信号来产生运动通过长神经纤维。

小脑：↑大脑后部的区域，它允许人们协调和有规律的运动，如随着节拍或节奏移动。

利益冲突

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

致谢

大脑与创造力研究所的大脑与音乐项目得到了安内伯格基金会GRoW、洛杉矶爱乐协会、范奥特卢家庭基金会、国家卫生研究所和国家艺术基金会的支持。作者感谢帕特里克·史密斯创造了人物插图。作者还感谢年轻音乐家Ashley Worner、Elly Tyson和Helen Lambert对本文的宝贵反馈。

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参考文献

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