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“黑白键”中的“灰白质”奥秘

2021-09-16陈夏

知识就是力量 2021年8期
关键词:钢琴家小脑皮层

陈夏

运动皮层左侧视结构图

胼胝体是联结左右大脑半球的横行纤维组成的宽厚白质(图片来源/维基百科)

丘脑与小脑等区域在钢琴学习中扮演非常重要的角色

手在弹琴,脑在演奏

大脑皮层的结构极其复杂,各脑区在行为活动中扮演着不同的角色。当我们刚开始学习一项运动技能时,负责运动准备和规划的前运动皮层较为活跃,同时参与的还有前辅助运动区(辅助运动皮层中更靠前的区域)。在随后漫长的练习过程中,随着对曲目和指法的逐渐熟悉,前运动皮层的神经活动降低,輔助运动皮层持续活跃,这对控制连续动作和执行复杂任务尤为重要。与此同时,初级运动皮层更加活跃,这里的神经元可以直接投射至脊髓中的运动神经元。这种单突触连接对手指的精细运动非常关键。初级运动皮层将运动意向和肢体的感觉反馈转变为运动指令,并在长期保留和回想这些动作技巧的时候发挥重要作用。

除了皮层外,几个重要的皮层下区域——丘脑、基底神经节、小脑与许多感觉、运动相关皮层相连,帮助我们获取和整合视觉信息(乐谱、手和琴键的位置)、听觉信息(音色、音阶、节奏等)、触觉信息(手指接触琴键),这几个区域在钢琴技能的学习、纠错和提升中都非常关键。

当然,想要弹得好,绝不只是“动起来”和“眼观四路,耳听八方”。动听的音乐对节奏和旋律有着很高的要求,甚至节奏的强弱和快慢都是影响音乐表现力的重要因素。如果音乐失去了节奏和旋律,那就是机械地敲打,根本无法称之为艺术。节奏时序的把握,需要基底神经节、前辅助运动区、背侧前运动皮层和前额叶皮层的参与;而对动作进行更精细化地时序调整,则小脑显得十分重要。可见,虽然在独奏着钢琴,演奏者的脑中却正在货真价实地上演着“交响乐”。

钢琴家的左右脑有哪些不同?

与弦乐器相比,键盘类乐器对双手协调的要求更高。那么专业钢琴家们是如何做到左右手高度协调的呢?

首先要说到手指的灵活度。单个手指的活动总是会不由自主地带动其他手指——这一现象就是手指活动的“同步化”。“同步化”现象在个体间的差异较大,经过适当的专业训练也可能有所减弱。与常人相比,钢琴家们能更好地控制手指独立活动,而来自初级运动皮层和前运动皮层的下行纤维——皮质脊髓束,对精准、娴熟的自主手指运动也有至关重要的作用。其次在皮层结构方面,专业钢琴家左右半脑的初级运动皮层更加对称,且连接左右半脑的胼胝体更大,使得左右半脑可以更高效地交互信息。大量研究表明,学音乐确实可以提高认知功能、社交能力、早期的语言能力、创造力和抽象思维的能力,也有利于缓解压力和改善情绪。

学钢琴要趁早吗

中枢神经系统包括灰质和白质两种结构。简单来说,灰质以神经元胞体为主,白质以髓鞘化的神经元轴突为主,后者由于脂肪含量较多,在解剖结构上呈现为白色。白质好比大脑中传递信息的高速公路,负责实现感觉和知觉信息、运动信息的快速传导。

许多技能的学习都有关键期,学钢琴也不例外。研究显示,更早开始学习、训练强度更高的音乐家,大脑中灰白质的变化相对于普通人更为明显。比如听觉皮层、初级运动皮层和小脑的灰质密度更高,而胼胝体等白质结构的信息传递能力也有所改变。大脑的这些结构变化与神经系统的可塑性有关,年龄越小,往往可塑性越强。

弹奏出美妙的乐曲其实并不只是大脑的高速运转,与世上任何一种纯粹的艺术和事业一样,需要静心、也容不得功利心。我们在音乐中表达自己,让心灵和思想得以自由。与其在意弹琴给自己带来的益处,不如专注下来,用心感受精彩纷呈的音乐世界。

(责任编辑/王佳颖 美术编辑/周游)

右侧初级运动皮层控制左手运动

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