用無伴奏合唱來解釋語(yǔ)音和音樂專業(yè)化
語(yǔ)音和音樂是兩種基本的人類活動(dòng),在不同的大腦半球中被解碼。一項(xiàng)新的研究使用一種獨(dú)特的方法來揭示為什么存在這種專業(yè)化。
麥吉爾大學(xué)神經(jīng)(蒙特利爾神經(jīng)科學(xué)學(xué)院醫(yī)院)的研究人員制作了100首無伴奏唱片,每首女高音都在唱一個(gè)句子。然后,他們沿兩個(gè)基本聽覺維度扭曲了錄音:頻譜和時(shí)間動(dòng)態(tài),讓49位參與者區(qū)分了每首歌的單詞或旋律。實(shí)驗(yàn)以兩組英語(yǔ)和法語(yǔ)進(jìn)行,以提高可重復(fù)性和通用性。此處演示了該實(shí)驗(yàn)。
他們發(fā)現(xiàn),對(duì)于這兩種語(yǔ)言,當(dāng)時(shí)間信息失真時(shí),參與者很難區(qū)分語(yǔ)音內(nèi)容,而不能區(qū)分旋律。相反,當(dāng)頻譜信息失真時(shí),他們很難分辨旋律,而無法分辨語(yǔ)音。這表明語(yǔ)音和旋律取決于不同的聲學(xué)特征。
為了測(cè)試大腦如何響應(yīng)這些不同的聲音特征,然后在參與者區(qū)分聲音的同時(shí),通過功能磁共振成像(fMRI)對(duì)參與者進(jìn)行掃描。研究人員發(fā)現(xiàn)語(yǔ)音處理發(fā)生在左聽皮層,而旋律處理發(fā)生在右聽皮層。
音樂和語(yǔ)音利用了光譜時(shí)間連續(xù)體的不同末端
接下來,他們著手測(cè)試每個(gè)聲學(xué)維度的退化將如何影響大腦活動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn),頻譜尺寸的下降僅影響右側(cè)聽覺皮層的活動(dòng),僅在旋律感知期間,而時(shí)間維度的下降僅影響左側(cè)聽覺皮層,僅在語(yǔ)音感知期間。這表明,每個(gè)半球的差分響應(yīng)取決于刺激中的聲學(xué)信息的類型。
先前在動(dòng)物中的研究發(fā)現(xiàn),聽覺皮層中的神經(jīng)元會(huì)對(duì)頻譜能量和時(shí)間能量的特定組合做出反應(yīng),并被高度調(diào)音為與動(dòng)物在自然環(huán)境中相關(guān)的聲音,例如交流聲音。對(duì)于人類而言,語(yǔ)音和音樂都是重要的交流手段。這項(xiàng)研究表明,音樂和語(yǔ)音利用了頻譜時(shí)空連續(xù)體的不同末端,并且半球?qū)I(yè)化可能是神經(jīng)系統(tǒng)優(yōu)化這兩種通信方法處理的方式。
解決半球?qū)I(yè)化的奧秘
該研究的第一作者菲利普·阿爾布說:“幾十年來,人們認(rèn)識(shí)到兩個(gè)半球?qū)φZ(yǔ)音和音樂的反應(yīng)不同,但這種差異的生理基礎(chǔ)仍然是個(gè)謎。” “在這里,我們證明了這種半球?qū)iL(zhǎng)與與語(yǔ)音和音樂相關(guān)的基本聲學(xué)特征有關(guān),因此將這一發(fā)現(xiàn)與神經(jīng)組織的基礎(chǔ)知識(shí)聯(lián)系在一起。”
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