“音樂”和人類幾乎是共存的，甚至在語言沒有出現(xiàn)的時(shí)候，音樂就已經(jīng)存在于人類的生活之中，更不用說短視頻如此迅速發(fā)展的今天，背景音樂頻繁地出現(xiàn)，快速地刺激著我們的感官。與此同時(shí)越來越多的研究開始探索音樂對人類疾病的治療效果，希望從這個(gè)古老的活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)新的治療希望。本文介紹了音樂的本質(zhì)以及音樂對人類的神經(jīng)究竟產(chǎn)生了哪些影響，目前音樂治療相關(guān)的內(nèi)容，讓大家對生活中習(xí)以為常的音樂有更多地注意和了解，努力讓聽音樂這件事更有益于身心健康。

關(guān)鍵詞

音樂 神經(jīng)系統(tǒng) 醫(yī)療

一.什么是音樂

日常生活中幾乎每個(gè)人都會(huì)主動(dòng)或是被動(dòng)地接觸到音樂。語言、音樂和噪音同樣經(jīng)由耳朵傳入我們的大腦，但我們?nèi)匀豢梢苑直娉瞿男┦且魳纺男┦窃胍?，雖然人們會(huì)因?yàn)槁犚魳返南埠貌煌?，而評論某些音樂的播放為“噪音”，但不得不承認(rèn)得是在很大程度上我們可以對“什么是音樂”達(dá)成共識(shí)。

1.1聲音和音樂的關(guān)系

我們都知道聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生，不同聲音的響度和音調(diào)，振幅不同，語言的使用也會(huì)發(fā)出聲音但較為特殊得是音樂具有四個(gè)物理屬性：長短、強(qiáng)弱、高低、音色，顯然在聲音的基礎(chǔ)上多出了許多規(guī)律，變化，在一定時(shí)間內(nèi)較為連續(xù)。音樂是一種通用語言，它彌漫在大多數(shù)人的生活中，可以喚起過去的記憶和感受，可以對我們的情緒產(chǎn)生積極的影響，可以強(qiáng)烈地喚起和點(diǎn)燃強(qiáng)烈的情感，可以建立或加強(qiáng)社會(huì)聯(lián)[1]。它以一種口頭語言無法表達(dá)的方式促進(jìn)了情感的表達(dá)。這延伸到潛意識(shí)中被壓抑的情緒[2]，簡單得說，聲音為音樂提供了基礎(chǔ)素材，音樂的存在使得聲音更具有情感，可以喚醒聽者的情緒，對大腦的更多區(qū)域產(chǎn)生影響，因此科學(xué)家希望從這種影響中尋找一些治療疾病的方法。

1.2噪音和音樂的區(qū)別

與言語或音樂不同，凡是干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作等不需要的聲音，統(tǒng)稱為噪聲，超過50分貝就會(huì)影響睡眠和休息，70分貝以上會(huì)干擾談話，影響工作效率。越來越多的證據(jù)表明，環(huán)境噪聲暴露對公眾健康的非聽覺影響：增加高血壓和心血管疾病的發(fā)病率，并損害學(xué)童的認(rèn)知能力。長期90分貝以上會(huì)導(dǎo)致聽力損傷，聽力損失導(dǎo)致在日常生活中無法理解言語會(huì)對社會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。它還會(huì)影響認(rèn)知表現(xiàn)，降低對任務(wù)的注意力。如今對噪聲引起的毛細(xì)胞和神經(jīng)損傷的分子機(jī)制的了解已經(jīng)大大增加，預(yù)防和治療藥物可能在10年內(nèi)問世[3]。

二.人類樂感的生物學(xué)基礎(chǔ)

在動(dòng)物世界中，人類并不是唯一能夠發(fā)出音樂和聲音的動(dòng)物。其他哺乳動(dòng)物(海豹、鯨魚、海豚、長尾鼠和長臂猿)和許多鳴禽都能夠?qū)W習(xí)和創(chuàng)作音樂。人之所以能聽到聲音并對音樂或噪音作出區(qū)分是因?yàn)槲覀兙哂刑厥獾纳斫Y(jié)構(gòu)。聲波通過外耳和中耳傳到內(nèi)耳的耳蝸。耳蝸將聲波產(chǎn)生的壓力波的能量轉(zhuǎn)化為神經(jīng)脈沖，然后傳遞到大腦。傳導(dǎo)是通過位于基底膜上的耳蝸感覺毛細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)發(fā)生的，這些毛細(xì)胞產(chǎn)生電化學(xué)信號(hào)。聲刺激啟動(dòng)一個(gè)從基底向基底膜頂端的行波，高頻聲音在耳蝸底部達(dá)到最大振幅，低頻聲音在耳蝸頂端達(dá)到最大振幅。耳蝸的張力異位組織被完美地保存下來，并傳遞到上升聽覺通路的每一級(jí)[1]。

顯然人類的大腦已經(jīng)進(jìn)化到可以適應(yīng)音樂，音樂也成為了一種社會(huì)工具。音樂學(xué)習(xí)始于母親的子宮，并在出生后非正式地繼續(xù)[4]，由于嬰兒在子宮里習(xí)慣于聽聲音，音樂可能會(huì)讓他們在出生后感覺更舒適[5]。有研究表明，在保溫箱里的早產(chǎn)兒在聽音樂時(shí)表現(xiàn)出更強(qiáng)的抵抗力和更少的健康并發(fā)癥。由于兩個(gè)半球之間更大的相互作用，音樂家的大腦表現(xiàn)出更高的半球間傳輸速率。經(jīng)常練習(xí)樂器會(huì)對大腦結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進(jìn)而對我們的行為和能力產(chǎn)生影響[6]。音樂能力構(gòu)成了人類思想/大腦中的資源，它使人類有可能獲得理解世界上任何音樂習(xí)慣的能力，只要給予適當(dāng)?shù)妮斎?。?shí)現(xiàn)音樂能力的個(gè)體差異比實(shí)現(xiàn)語言能力的普遍差異更大[7]。

隨著人類社會(huì)越來越依賴于他們的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)來狩獵和生存，理解他人的情緒和精神狀態(tài)開始變得越來越重要。音樂性將轉(zhuǎn)化為一種交流和社會(huì)紐帶的手段。隨著兩足行走的發(fā)展和頸部的變化(喉部的下降和聲道的延伸)，發(fā)聲變得更寬、更悅耳。尼安德特人可能已經(jīng)發(fā)展出一種使用肢體和聲音的原始音樂語言;“嗯”(整體的、多模態(tài)的、操縱的、音樂的、模仿的)系統(tǒng)和歌舞逐漸發(fā)展，成為社會(huì)生活的基礎(chǔ)。大約在20萬至5萬年前，祖先的交流方式分化為兩種形式，即我們現(xiàn)在所說的音樂和語言。語言已經(jīng)成為信息傳遞的主要方式，而音樂仍然是一種情感交流和增加社會(huì)聯(lián)系的手段[1]。人們普遍認(rèn)為，非人類動(dòng)物的歌唱只是為了交流，而人類的歌唱也可以起到純粹娛樂的作用[8]。

三. 音樂與神經(jīng)生物學(xué)

語言和音樂構(gòu)成了人類最復(fù)雜和最具特色的兩種聽覺運(yùn)動(dòng)功能。事實(shí)上，音樂可以提高許多認(rèn)知任務(wù)的表現(xiàn)，可能對患病的大腦有有益的影響大量研究表明，音樂影響情緒，因?yàn)樗c大腦的獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)密切相關(guān)。因此，我們可以假設(shè)，對音樂和大腦之間關(guān)系的深入研究可能有助于揭示思維是如何工作的，以及情緒是如何產(chǎn)生的，并可能改善神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者以音樂為基礎(chǔ)的康復(fù)方法。然而，心靈與音樂聯(lián)系的許多方面仍有待探索和啟發(fā)[1]。

3.1音樂活動(dòng)對神經(jīng)的影響

音樂也許是最古老的人類活動(dòng)之一。許多科學(xué)家的研究至少在一定程度上揭示了音樂與大腦之間的復(fù)雜關(guān)系。研究表明，大腦在不斷變化和生長，因此可塑性越高，這個(gè)器官就越健康[9]。大腦中有處理復(fù)雜聲音的區(qū)域，有處理語言和音樂的句法元素的區(qū)域，有處理意義的區(qū)域，有處理情緒的區(qū)域，而額葉具有執(zhí)行控制的功能。小腦也主要參與節(jié)奏處理，小腦變性患者的音高辨別能力受損[10]。大腦中并沒有一個(gè)獨(dú)特的音樂區(qū)域。

學(xué)習(xí)和演奏音樂可以改變大腦功能，并可能改善其他認(rèn)知領(lǐng)域的表現(xiàn)，比如對語言、注意力、學(xué)習(xí)和記憶很重要。此外，許多研究表明，音樂可以減輕壓力，改善情緒，因?yàn)樗淖兞舜竽X的化學(xué)成分，因?yàn)樗せ盍霜?jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)，釋放了多巴胺和其他神經(jīng)遞質(zhì)[11]。經(jīng)常使用樂器對大腦有積極的整體影響，音樂對工作和情感發(fā)展的好處對聽者和表演者都有影響，演奏者除了花更多的時(shí)間與音樂接觸外，還必須發(fā)展樂器演奏的技巧和態(tài)度，這些技巧和態(tài)度可以作為適當(dāng)情緒控制的工具。它強(qiáng)調(diào)積極傾聽、專注、紀(jì)律、責(zé)任、一致性和情感表達(dá)，樂器練習(xí)的好處與投入的時(shí)間和開始練習(xí)樂器的年齡成正比，如果音樂發(fā)展在更早的年齡開始，好處會(huì)更大[6]。

在進(jìn)化過程中，音樂還在社會(huì)聚集中扮演了重要的角色。事實(shí)上，集體音樂和唱歌會(huì)增加大腦中催產(chǎn)素的產(chǎn)。這種肽與抗利尿激素一起由下丘腦的神經(jīng)元產(chǎn)生，并通過腦下垂體進(jìn)入血液循環(huán)。這兩種激素，除了它們的外圍作用(分娩時(shí)子宮收縮和乳腺排出乳汁作為催產(chǎn)素;抗利尿激素的體液平衡)，作用于大腦調(diào)節(jié)社會(huì)行為，特別是性動(dòng)機(jī)、母親對孩子的依戀和伴侶關(guān)系[12]。也就是說，這兩種激素調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物和人類的依戀和聯(lián)想行為，因此也調(diào)節(jié)社會(huì)關(guān)系。因此，這可能是音樂對社會(huì)凝聚力和歸屬感所起作用的神經(jīng)化學(xué)解釋[13]。

當(dāng)音樂和認(rèn)知任務(wù)先后出現(xiàn)時(shí)，聽音樂可以誘發(fā)積極情緒，提高喚醒水平，并改善隨后的認(rèn)知處理。事實(shí)上，這種促進(jìn)效應(yīng)在空間任務(wù)中得到了證實(shí)[14-17]。但當(dāng)音樂和認(rèn)知任務(wù)同時(shí)出現(xiàn)，背景音樂的存在增加了閱讀理解過程中神經(jīng)處理的難度。我們的發(fā)現(xiàn)可以根據(jù)有限能力理論和分心假說來解釋，這表明個(gè)人的注意力資源是有限的，同時(shí)進(jìn)行的任務(wù)會(huì)爭奪可用的注意力。當(dāng)所需資源超過可用資源時(shí)，任務(wù)就會(huì)相互干擾。在本研究中，由于背景音樂的存在可能會(huì)占用注意力資源，導(dǎo)致用于完成閱讀理解的注意力資源減少，從而導(dǎo)致句子整合困難。與沒有情感觸動(dòng)的背景音樂相比，感人的背景音樂可能會(huì)提高參與者的興奮程度[18]。另一方面，認(rèn)知加工過程中對注意力資源的競爭也可能是導(dǎo)致情緒喚醒失敗的原因[19]。

值得注意的是，并不一定要聽音樂才能激活許多與音樂處理有關(guān)的區(qū)域。簡單地思考它就足夠了[20]。音樂激活了與獎(jiǎng)勵(lì)和愉悅系統(tǒng)有關(guān)的結(jié)構(gòu)，即中皮質(zhì)邊緣系統(tǒng)(位于中腦、腹側(cè)紋狀體和伏隔核、杏仁核、眶額皮質(zhì)和前額皮質(zhì)以及海馬的多巴胺能核)。特別是杏仁核和海馬體，杏仁核是一組相互連接的核，在情緒行為和動(dòng)機(jī)的處理中起主要作用[21]，海馬體在鞏固陳述性記憶方面很重要，在大鼠、小鼠和人類的大腦中，海馬體被證明會(huì)因音樂而發(fā)生化學(xué)變化，并得到其他大腦區(qū)域(前額葉和額葉皮層的關(guān)聯(lián)區(qū)域[22] 。是參與處理音樂情感內(nèi)容的關(guān)鍵站點(diǎn)。杏仁核參與對聲音和音樂的情感價(jià)值的粗略解碼，而海馬體處理更復(fù)雜的聲音和音樂情感，并可能在基于記憶和上下文關(guān)聯(lián)的音樂情感解釋中發(fā)揮重要作用。

3.1.1不同音樂類型對神經(jīng)的影響

音樂主要是通過影響人們的情緒從而起到激活更多腦區(qū)的效果。在播放快樂音樂時(shí)，在腹側(cè)和背側(cè)紋狀體、前扣帶、海馬旁回和聽覺關(guān)聯(lián)區(qū)發(fā)現(xiàn)血流信號(hào)對比度增加。在悲傷的音樂中，海馬體/杏仁核和聽覺關(guān)聯(lián)區(qū)域的血流信號(hào)反應(yīng)增加。中性音樂的呈現(xiàn)與腦島和聽覺關(guān)聯(lián)區(qū)血流信號(hào)反應(yīng)的增加有關(guān)。研究結(jié)果表明，對音樂作出反應(yīng)的情緒處理網(wǎng)絡(luò)整合了腹側(cè)紋狀體和背側(cè)紋狀體，這兩個(gè)區(qū)域涉及獎(jiǎng)勵(lì)體驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)，前扣帶對目標(biāo)注意力很重要以及內(nèi)側(cè)顳區(qū)用于情緒的評估和處理[23]。研究表明，聽音樂可以影響大腦的發(fā)育和神經(jīng)可塑性，從而提高學(xué)習(xí)和記憶能力，盡管這些影響取決于所研究的物種和所提供的音樂類型[24]。

音樂刺激會(huì)激活大腦中還會(huì)以不同的水平釋放多巴胺和與愉悅相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)，如血清素、去甲腎上腺素、內(nèi)啡肽、褪黑素或腎上腺素.此外，由音樂引起的多巴胺的強(qiáng)烈釋放可以觸阿片類物質(zhì)釋放，這與快樂的表現(xiàn)有關(guān)。反過來，阿片系統(tǒng)強(qiáng)烈刺激中腦多巴胺神經(jīng)元[25]。因此，多巴胺活動(dòng)可以解釋為什么一個(gè)人會(huì)有動(dòng)力繼續(xù)聽一段音樂，而伏隔核中多巴胺釋放和阿片信號(hào)的關(guān)聯(lián)可以解釋聽音樂時(shí)的愉悅體驗(yàn)[26]。隨著獎(jiǎng)勵(lì)的增加，紋狀體和聽覺皮層之間的功能連接也會(huì)增加，這表明對即將到來的聲音的預(yù)測與聽覺區(qū)域內(nèi)的信息處理有關(guān)。這些事件是由個(gè)人從過去的經(jīng)驗(yàn)中構(gòu)建的，可以用來預(yù)測未來的(音樂)經(jīng)驗(yàn)[22,27]。這些相互作用可能部分解釋了為什么對音樂的偏好存在巨大的個(gè)體差異，因?yàn)槊總€(gè)人都有獨(dú)特的聆聽歷史。

3.2音樂對神經(jīng)系統(tǒng)的干預(yù)

在整個(gè)醫(yī)學(xué)史上，音樂扮演了一個(gè)突出的、相互交織的角色。例如，公元前2000年的亞述人記錄了用音樂來抵消惡靈的影響[28]。在古希臘，阿波羅被尊為音樂和治療之神[29]。柏拉圖在他的蘇格拉底對話“Politeia”中雄辯地闡述了音樂對健康的有益作用[30]。此外，《舊約》記載了掃羅王通過大衛(wèi)的七弦琴的舒緩聲音從“惡靈”那里得到安慰[31]。音樂的重要性貫穿了整個(gè)中世紀(jì)，成為歐洲醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分[32]。在19世紀(jì)后期，對音樂治療潛力的認(rèn)識(shí)導(dǎo)致了廣泛的研究努力[33]并將其融入醫(yī)療實(shí)踐[34]。音樂與醫(yī)學(xué)的深度融合催生了表演藝術(shù)醫(yī)學(xué)，這是一門職業(yè)醫(yī)學(xué)學(xué)科，致力于解決表演藝術(shù)家遇到的健康問題的病因、治療和預(yù)防[35]。

3.2.1鎮(zhèn)痛

早在1960年，就有來自牙科手術(shù)的記錄表明音樂和噪音可以誘導(dǎo)止痛效果[36]。作為干預(yù)手段的音樂可以緩解術(shù)后和手術(shù)過程中的疼痛[37-39]，甚至可以緩解臨床中的難治性疼痛[40,41]。因?yàn)椴煌愋偷囊魳飞踔潦亲匀坏穆曇舳伎梢栽谙嗤潭壬暇徑馓弁碵42]。然而，它是如何工作的仍然未知。在人類接觸音樂時(shí)，多個(gè)大腦區(qū)域的活動(dòng)發(fā)生了變化，這些區(qū)域介導(dǎo)了疼痛的處理[43-46]。當(dāng)我們的大腦被音樂和無害的顯著聽覺刺激所影響時(shí)，我們的大腦就會(huì)被音樂和無害的顯著聽覺刺激所影響[47,48]。因此，丘腦可能是聽覺-體感處理的橋梁。然而，精確的細(xì)胞類型特異性組織和丘腦回路介導(dǎo)聲音誘導(dǎo)鎮(zhèn)痛的功能在很大程度上仍然未知[49]。負(fù)責(zé)處理聲音引起的鎮(zhèn)痛的神經(jīng)回路長期以來一直是難以捉摸的。

患有慢性疼痛的患者參與了集體或個(gè)人唱歌。那些獨(dú)唱的人經(jīng)歷了一些疼痛緩解，而“團(tuán)體歌手從每一種慢性疼痛中都明顯受益”柯林斯說。這一觀察結(jié)果與催產(chǎn)素有關(guān)，這是一種促進(jìn)積極情緒的激素。他們中的許多人都是慢性疼痛減輕的老年人。他們的催產(chǎn)素水平上升了?？赡苁峭ㄟ^支配喉部肌肉的神經(jīng)回路唱歌有一種運(yùn)動(dòng)精神。你在屏住呼吸。你在發(fā)出聲音。你還刺激了迷走神經(jīng)[50]。

3.2.2干預(yù)神經(jīng)系統(tǒng)疾病

在音樂刺激大腦時(shí)伴隨著一系列的身體反應(yīng)，包括血壓的變化、心率和呼吸的變化以及皮膚的電反應(yīng)[5]研究表明，音樂有助于情緒調(diào)節(jié)[51]，有利于積極的情緒狀態(tài)[22]。由音樂引起的情緒通常是積極的[52]，音樂療法是基于這一前提，因?yàn)榍榫w對自主神經(jīng)系統(tǒng)以及激素和免疫系統(tǒng)都有直接影響[53]。音樂對認(rèn)知方面的影響也得到了證明，因?yàn)橐魳诽幚硭璧恼J(rèn)知功能有利于記憶的發(fā)展[54]，以及改善慢性病患者的溝通[55]。這些影響在短期內(nèi)是可見的，但尚不清楚它們是否會(huì)持續(xù)更長時(shí)間。此外，一個(gè)有趣的方面是，是音樂引起的情感，而不是音樂本身，促進(jìn)了恢復(fù)[6]。

參加36周音樂課程的兒童與參加戲劇課程的兒童相比，智商有所提高[56]。有趣的是，在音樂節(jié)目中練習(xí)唱歌的孩子比那些彈鋼琴的孩子智商有更大的提高。在隨后的研究中，分配到音樂和繪畫組的兒童在訓(xùn)練前后6個(gè)月接受測試，上過音樂課的孩子在閱讀和語言感知能力上有所提高，而上過繪畫課的孩子則沒有這種改善。在接受過音樂訓(xùn)練的兒童中，這些行為增強(qiáng)伴隨著與音樂和語言相關(guān)的特定事件相關(guān)的潛在成分的振幅變化，初級(jí)聽覺皮層[57]、布羅卡區(qū)和額下回，以及小腦和頂葉上葉區(qū)域。這些結(jié)構(gòu)上的差異在那些從小就開始訓(xùn)練的音樂家身上表現(xiàn)得更為明顯。因此展現(xiàn)出音樂的干預(yù)在促進(jìn)慢性中風(fēng)失語癥患者和完全非語言自閉癥兒童的語言輸出方面的治療潛力。這兩種疾病的特點(diǎn)都是語言產(chǎn)生的明顯損傷，這些干預(yù)措施(針對中風(fēng)患者的旋律語調(diào)療法(MIT)和針對自閉癥兒童的聽覺運(yùn)動(dòng)映射訓(xùn)練(AMMT))的效用可能在于我們對大腦中如何處理音樂和語言的理解。

大量的神經(jīng)成像研究表明，音樂和語言共享大腦網(wǎng)絡(luò)[22]，積極和強(qiáng)化的音樂訓(xùn)練可能有助于語言的恢復(fù)和習(xí)得。旋律和節(jié)奏可以激活失去的神經(jīng)功能，例如，不能說話的病人可能仍然能夠唱歌，失去肌肉神經(jīng)控制的病人可能會(huì)有節(jié)奏地流暢地移動(dòng)。據(jù)報(bào)道，中風(fēng)患者每天聽音樂不僅對情緒有積極影響，而且對言語記憶和注意力的恢復(fù)能力也有積極影響。有跡象表明，即使在阿爾茨海默病的晚期或最嚴(yán)重階段以及不同類型的癡呆癥中，聽音樂的樂趣也可能被保留下來。最近的一項(xiàng)功能磁共振成像研究表明，這種保存可能是由于長期音樂記憶部分獨(dú)立于其他記憶系統(tǒng)，并依賴于前扣帶和前補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)區(qū)域的選擇性激活[58]。

四. 總結(jié)與展望

幾乎每個(gè)人都可以在不同類型的音樂中找到情感的出口，除了欣賞音樂可以帶來一些精神上乃至生理上的療愈效果以外，參與音樂任務(wù)的大腦區(qū)域的適應(yīng)性可能對數(shù)學(xué)表現(xiàn)有影響，因?yàn)樯婕胺?hào)表征的心理操作的共享神經(jīng)資源[59]，音樂也能夠調(diào)動(dòng)情感，理解情緒和理性的技能，它使學(xué)習(xí)理解和管理情緒以促進(jìn)個(gè)人幸福成為可能[6]?；诂F(xiàn)有的音樂對各種疾病治療效果的基礎(chǔ)，并且音樂治療幾乎沒有副作用，科學(xué)家可以進(jìn)一步研究音樂活動(dòng)涉及到的具體神經(jīng)通路，明確音樂究竟如何發(fā)揮治療作用，怎樣將作用發(fā)揮地更好。

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END

文案 | 錢冉

排版 | 姜笑南

審核 | 姜笑南

發(fā)布｜姜笑南

世界生命科學(xué)大會(huì)

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