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音乐之谜

2011-12-10编译方陵生

大自然探索 2011年6期
关键词:大脑人类音乐

编译 方陵生

音乐之谜

编译 方陵生

音乐与人类的关系密切,但关于音乐,还存在着许多有争议的问题。

音乐与人类相伴已有数万年的历史,可以一直追溯到史前时代。人类对音乐的欣赏始于出生。研究发现,摇篮曲能起到降低心率和诱导婴儿进入更深睡眠的作用,婴儿精确辨别音乐基本属性如音调和节奏的能力并不逊于音乐家们。根据一项新研究,对两至三岁婴儿的脑部扫描表明,他们能够辨别击鼓的模式,如果鼓手漏过一个节拍,他们也能觉察到,并表现出惊讶的情绪来。

神经科学家认为,在我们成长的过程中,在帮助大脑开发,形成许多新的传导通路方面,音乐起到了举足轻重的作用。在我们的童年时代,歌曲帮助我们了解一些基本常识,我们在歌声的陪伴中进入青少年,然后进入成年。人类生活离不开音乐,人们以音乐来表达自己的内心世界和各种情感情绪,我们喜欢什么样的音乐,乡村音乐还是古典音乐,现代摇滚乐还是民间说唱音乐,都代表了某种社会文化传统。音乐还对我们的情绪产生巨大的影响。研究表明,人们在倾听音乐时会觉得很快乐,与此同时,大脑中涉及激励机制部分的活动也变得异常活跃起来,而不谐调或刺耳的音乐则会激活大脑结构中与不愉快情绪状态有关的部分。

从许多方面来看,人类的音乐才能似乎是与生俱来的:人类学家尚未发现有哪个人类文明没有自己独特的音乐形式;小孩子不需要经过任何正式的训练就会唱歌跳舞;在现代文明之前很久,音乐就已经存在;2008年,考古学家在德国发现了一只拥有35000历史的长笛……简言之,音乐是普遍存在的,易于学习的,并拥有源远流长的历史,音乐是一种本能,是由我们遥远的祖先进化得来的,音乐是透视人类情感、记忆和学习能力的窗口。

音乐与人类的关系如此密切,但关于音乐,还存在着许多有争议的问题。

音乐是怎样起源的?

这是一个科学家们争论多年但至今未解的问题。查尔斯·达尔文当年在倾听音乐时曾暗自问道:音乐究竟是什么?哲学家们对音乐的数学之美思考了几千年,而达尔文考虑的则是音乐与生物学之间的联系。达尔文认为,人类创作音乐作品就像海狸筑坝和孔雀炫耀自己的尾巴羽毛一样,所以音乐一定是在进化着的。那么,驱动音乐进化的力量又是什么呢?这个问题令达尔文颇感困惑:“无论是音乐的欣赏能力,还是谱写音乐曲调的能力,都是与人类生活所必需的东西直接联系最少的,所以音乐也许是人类被赋予的最为神秘的能力之一。”

今天的科学家们仍然在努力破解大脑如何体验音乐之谜。他们对音乐如何触发和影响大脑神经细胞活动,音乐如何改变我们大脑的生物化学结构等进行扫描和观察,但结果众说纷纭。有人认为,我们的祖先在进化过程中产生了音乐,因为音乐能让他们产生更多的后代。有人认为,音乐只不过是复杂大脑的一个幸运的意外。还有人认为,音乐与人类进化并无太大关系,音乐“仅仅是神经系统的一种附带特性”,而不是进化所必不可少的。1997年,哈佛大学心理学家史蒂芬·平克在他最畅销的《大脑如何运作》一书中说:“就生物学上的因果而言,音乐是无用之物”,音乐是我们如何互相沟通的副产品,只是“供听觉享用的乳酪蛋糕而已”。

音乐是如何起源的?至今仍是个谜。

达尔文当年曾提出,音乐是从最原始的情歌发展而来的,在其他一些物种中,雄性以有节奏的咕噜声、尖叫声或啁啾鸣叫声吸引配偶。他说:“人类远祖在求偶时,懂得利用音乐的音调和节奏,各种动物也都会用最强烈的激情来表达它们对音乐的热情。”一百多年后的今天,一些科学家仍然沿用了这一解释。

但也有一些研究者认为达尔文误解了音乐的主要功能。他们指出,音乐源自母亲与孩子之间爱的纽带。他们将母亲哄孩子时悠扬动听的声调称之为“母性语言”,并认为这是人类所独有的一种行为。在所有的文化中,“母性语言”在很大程度上都是类似的,音调较高,速度慢于成人正常语速,“母性语言”是母亲和孩子之间的重要连结手段。音乐的基本功能就在于它能够帮助形成这种连结。

音乐替代了动物的“理毛行为”?

有理论认为,音乐的起源不是单对单的体验,而是在人类群体为巩固个体之间关系的过程中进化发展起来的。

研究认为,随着人类进化,音乐起到了理毛行为不能起到的作用。

牛津大学心理学家罗宾·邓巴一直在研究灵长类动物。他认为,为巩固群体稳定,维持群体和平,灵长类动物所做的最重要的事情之一就是互相为对方理毛。互相理毛的动作触发了灵长类动物大脑视丘下部释放出内啡肽——一种能够缓解疼痛并促进幸福感的神经递质。人类早期祖先可能有过类似的行为。但是,在人类进化的过程中,人类渐渐开始以较大的群体聚集在一起,群体规模可达150人左右,以互相理毛来维系群体稳固的做法已不再实用。

登巴认为,此时音乐应运而生,因为它可以做到理毛行为不再能做到的事情,群体聚集在一起唱歌跳舞能大大强化互相之间的联系。邓巴和他的同事目前正在对音乐抚慰情绪、舒缓心情的效果进行实验。他们对跳舞和击鼓的人群进行研究,如桑巴舞、击鼓圈等。在表演结束后,他们对表演者身体内的内啡肽水平进行测量,同时也测量了一些只是被动倾听音乐,而没有表演音乐的人。结果发现,舞者和鼓手的痛阈值升高,表明他们身体内的内啡肽水平上升,而那些只是倾听音乐的人则没有显示出这样的效果。

不过,也有研究者认为邓巴的研究缺乏说服力。他们指出,如果音乐是代替理毛行为发展而来的,那么有社交障碍的人将与音乐无缘,而事实上,自闭症者对音乐的感知并没有什么问题。

音乐有益于人类身心健康?

科学家们对音乐触发的大脑活动进行扫描,并观察音乐是如何改变了我们大脑中的生物化学活动的。研究发现,长期从事音乐生涯的音乐家的大脑会有所改变,就像篮球运动员或杂耍表演者的大脑会有所改变一样。在过去几年中,神经科学家已经发现,倾听音乐可以令大脑发生一些改变。多伦多约克大学西尔维恩·莫雷诺和他的同事发现,进行了九个月音乐训练的学生的阅读能力都得到了很大的提高。在2008年的一项研究中,芬兰心理学家让中风患者听了两个月的音乐,半年后,与没有进行音乐治疗的中风患者相比,这些患者的语言能力和记忆能力都有了较大的改善。

对于一些因中风而丧失说话能力的患者来说,音乐对于他们大有裨益。在医生为病人安排的音乐疗法中,让中风病人一边打着拍子,一边吟唱一些短句,并逐步增加歌词的长度,直到他们能够开口说话为止。研究发现,音乐疗法使大脑中的一种对于语言使用起到重要作用的弓状神经纤维束变得更粗。

神经科学家奥利弗·萨克斯在他的新书《音乐恐惧症》中讲述了音乐如何帮助患有神经系统疾病的患者的一些耐人寻味的故事,并列举了许多音乐被证明能够帮助患者解除痛苦的例子,如帮助中风失语患者重新开口讲话,帮助帕金森氏症患者减轻痛苦,鼓励不爱活动的人多活动,帮助患有阿尔茨海默氏症等的病人改善情绪、提高行为和认知功能等。即使对于晚期老年痴呆症患者来说,让他们倾听一些熟悉的老歌也有助于他们恢复一些看似失去的记忆。

音乐为何让我们着迷?

一项新的研究表明,当人们在倾听喜爱的音乐作品时,大脑中会释放出大量的多巴胺。音乐对大脑产生影响释放能产生快感的大脑物质多巴胺,这与食品、精神药物和金钱等的作用是一样的。多巴胺是一种古老的化学物质,被科学家认为是人类生存所必需的。

加拿大麦吉尔大学的研究人员招募了217名19至24岁的志愿者,要求他们体验倾听音乐时的快乐感觉。在实验中,志愿者被使用正电子发射断层扫描仪对大脑进行扫描,并与测量心跳、呼吸、体温和皮肤电导率的传感器连结在一起,研究人员对他们在倾听音乐时大脑细胞中多巴胺的释放情况进行监测。结果发现,当被测试者听到最令他们心动的音乐时,表现出频繁的身体动作,并导致大脑中多巴胺的大量释放;而当听到他们不怎么感兴趣的音乐时,大脑则反应冷淡,不出现以上种种反应。为了找出更多的证据,研究人员利用核磁共振成像扫描仪检测志愿者头部的血液流量情况,显示部分大脑被激活。结果表明,音乐能够触发药物对大脑区域产生影响的相同大脑区域,这种大脑奖励机制可能有助于解释为什么音乐为不同的个人、不同的社会,以及不同的文化传统所喜爱。

研究发现,一些动物也可通过各种形式来展示它们的音乐才能。

需要指出的是,音乐是抽象的,并不是生存的直接必需,音乐只是作为一种刺激,对情绪产生影响,而且这些抽象的快感刺激体验对于某种文化或某个个人来说,都是独特的,不同个体之间差异极大,比如音乐会让人产生多种多样不同的情绪,如放松、紧张、坚定、惊喜和期待等。

音乐能减轻疼痛吗?

新的研究发现,虽然音乐不能取代止痛药,但可以提高药物的止痛效果。

凯斯西储大学护理学院的马里昂·古德教授对术后患者所做的音乐止疼疗法研究已经进行了15年以上。她在护理背部疼痛患者时能感受到他们的痛苦,于是对音乐缓解疼痛的效果产生了兴趣,并将音乐作为缓解疼痛的处方。她说,“我将音乐带进了病房,那是一些柔和而安静的音乐。我看到病人的表情渐渐轻松,并且很快就睡着了。”古德发现,在结合药物治疗的同时,音乐确实能减轻疼痛,有效率高达31%。

古德对51个临床研究个案进行的分析结果表明,接受过音乐疗法的病人,他们的疼痛感得到了很大的缓解,疼痛感不再那么强烈,有的病人甚至可以减少止痛药的使用剂量。按照从0到10的疼痛分级标准,接受音乐疗法的患者报告的疼痛值平均下降了0.5。古德说,“这个数值听起来并不明显,但这是一个平均值,对有些病人来说,疼痛减少的程度更明显,而有些人可能更不明显。”她还指出,音乐疗法并无副作用,尝试一下不会有任何风险。

古德在最新发表的论文中指出,“我们发现音乐能减轻疼痛,降低焦虑情绪,减少抑郁症状。”虽然有评价告诫说,音乐不应取代传统的疼痛治疗方法,但古德希望有关证据能够说服一些医疗保健机构考虑将音乐疗法作为传统治疗方法的补充。

动物也有音乐才能?

人类并不是唯一对音乐情有独钟的动物,对鸟类进行的广泛的神经学研究发现,在鸟类学习新的鸣唱歌曲最多的几个月里,它们产生了许多新的脑细胞,这个过程被称为“神经形成”。研究人员甚至还发现了鸟类和哺乳动物体内与歌曲学习和语言发展能力有关的基因。

研究发现,从类人猿到海豹到鲸鱼等,动物都能够通过各种形式来展示它们的音乐才能。有研究人员试图教会锦鲤(金鱼的表亲)将某种音乐与食物奖励联系起来时,结果发现它们竟然能够分辨出古典音乐与普鲁斯音乐的区别!

在探究动物的音乐才能时,研究人员发现,声乐学习能力在动物王国是较为罕见的,只有鸟类和少数哺乳动物可以做到这一点,就连与人类关系最密切的近亲黑猩猩也不能。墨西哥研究人员曾训练猕猴学习跟随节拍器同步按下按钮,但经过上千次的尝试,猴子们也没能学会这一技能。

有趣的是,一些鸟类却能掌握音乐的节奏。研究者对一只名叫“雪球鹦鹉”的美冠鹦鹉进行了研究,这只鹦鹉可以随着任何节奏感强的音乐翩翩起舞,但它似乎对摇滚女歌手“辛迪·劳博尔”和流行乐队“后街男孩”的歌曲情有独钟。研究者认为这并非巧合,因为“雪球鹦鹉”属于鸟类,它拥有在声乐学习方面出类拔萃的血统。

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