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我们的大脑如何处理音乐

我们的大脑如何处理音乐

概括: 研究人员发现了大脑如何处理旋律,创建了听觉皮层活动的详细地图。 他们的研究表明,大脑在听到音乐时会执行双重任务:用语音中使用的神经元跟踪音调,并使用音乐特定的神经元预测未来的反馈。

这一成就澄清了旋律感知的长期难题,表明音乐和言语的一些神经过程是共享的,而另一些则是独特的音乐过程。 这一发现增进了我们对大脑对音乐的复杂反应的理解,并为探索音乐的情感和治疗效果开辟了途径。

关键事实:

  1. 音乐的双重处理:大脑使用也参与语音处理的神经元来跟踪旋律的音高,并使用一组独特的神经元来预测音符。
  2. 独特的音乐神经元:研究人员首次发现了专门用于预测旋律音符序列的神经元,与语音处理分开。
  3. 常见和独特的神经通路:研究表明,虽然音乐和语音共享一些处理音调的神经通路,但音乐也激活了不同的神经机制来预测旋律序列。

来源: 加州大学旧金山分校

数万年来,音乐一直是人类文化的重要组成部分,但我们的大脑如何感知它长期以来一直笼罩在神秘之中。

现在,加州大学旧金山分校的研究人员已经绘制出一张准确的地图,显示当人们听到旋律时大脑皮层会发生什么情况。

事实证明,它同时做了两件事:使用两组也跟踪语音音高的神经元来跟踪音调,并使用一组特定于音乐的神经元尝试预测接下来会出现哪些音符。

该研究发表于2月16日 科学的进步它解决了有关大脑听觉皮层如何处理旋律的长期存在的问题。

加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所成员、神经外科主任、神经外科主任爱德华·张 (Edward Chang) 医学博士说:“我们发现,我们理解旋律的某些方式与我们理解言语的方式交织在一起,而音乐的其他重要方面则是独立的。”

期待以下观察结果

事实证明,前两组神经元与张在 2017 年的一项研究中发现的神经元是同一组,该研究旨在研究如何处理赋予语音意义和情感的音调变化。

然而,第三组神经元仅致力于预测旋律音调,并且在此首次描述。

张的团队知道,在语音中也会发生类似的情况:听觉皮层中的专门神经元根据大脑已经了解的单词及其上下文来预测下一个语音或声音,就像手机的单词预测功能一样。 。

研究人员假设必须存在一组类似的神经元来预测旋律。

张的团队对八名在接受癫痫手术时自愿参加研究的参与者进行了测试。 当参与者聆听西方音乐中的各种旋律短语时,研究小组记录了听觉皮层的直接大脑活动。

然后他们听英语说的句子。

这个假设被证明是正确的。 录音显示,参与者的大脑使用相同的神经元来评估语音和音乐的音调特征,但每种模式都有指定用于预测的特定神经元。

换句话说,听觉皮层不仅仅是在寻找反馈。 他还有一组专门的神经元,试图利用他已经了解的旋律模式来预测接下来会出现哪些音符。

“当我们听音乐时,两件事同时发生,”张解释道。 “对旋律的各个音符进行低级处理,然后对这些音符的上下文进行高级抽象处理。”

领导这项工作的张实验室博士后研究员 Narayan Sankaran 博士说,这是有道理的,因为我们的大脑进化到可以预测即将到来的信息。 听旋律会影响我们的情绪,因为处理音乐的听觉神经元正在与大脑中的情绪中心进行对话。

“作曲家谈论音乐的张力和分辨率,”桑卡兰说。 “我们预测和预测音乐中这些特征的能力解释了它如何设定乐观的基调或让我们哭泣。”

但关于这些联系还有很多东西需要了解。

桑坎兰说:“显然,接触音乐可以丰富我们的社交、情感和智力生活,并有可能治疗多种疾病。” “为了理解为什么音乐可以提供所有这些好处,我们需要回答一些关于音乐如何在大脑中发挥作用的基本问题。”

关于音乐和神经科学研究新闻

作者: 罗宾·马克斯
来源: 加州大学旧金山分校
沟通: 罗宾·马克斯 – 加州大学旧金山分校
图片: 图片来源:神经科学新闻

原始搜索: 开放访问。
人类听觉皮层的旋律编码“纳拉扬·桑卡兰 (Narayan Sankaran) 等人。 科学的进步


总结

人类听觉皮层的旋律编码

旋律是音乐的基本组成部分之一,单独的音符按顺序排列以传达情感和意义。 感知在取决于音高的几个维度上变化:(1)音调的绝对音高,(2)连续音调之间的音高差异,以及(3)先前上下文中每个音符的统计期望。

大脑如何表示这些维度以及它们的编码是否特定于音乐仍然未知。 当参与者聆听西方音乐短语时,我们直接记录了人类听觉皮层的高密度神经生理活动。

音高、音高变化和期望被选择性地编码在不同的皮质位置,这表明了用于表示不同旋律维度的空间图。 同样的参与者听英语口语,我们比较了对音乐和演讲的反应。

音乐选择性皮层位点编码期望,而编码音乐中的音调和音调变化的位点使用相同的神经代码来表示等效的语音属性。

结果揭示了旋律感知如何招募特定于音乐和通用的语音表征。

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