神經(jīng)科學(xué)視野中的音樂情緒研究

王超慧

樂與情緒如何建立聯(lián)系？不同的音樂到底對人的情緒有什么影響？其影響究竟有多深？是不同的音樂改變了自己的情緒，還是根據(jù)自己的情緒選擇不同的音樂？這也是心理學(xué)，乃至音樂心理學(xué)研究中的熱門話題。為此，世界范圍內(nèi)掀起了對音樂情緒問題研究的熱潮。２０１２年８月４日—６日，在美國新墨西哥州召開了“音樂、大腦、醫(yī)學(xué)和健康”研討會。會議的主要議題之一是“大腦的發(fā)育、認知、發(fā)展、語言和情緒是如何受到各種音樂形式的影響”①。２０１２年７月２３日—２８日，在希臘召開了“第十二屆國際音樂知覺與認知”會議，其學(xué)術(shù)研討內(nèi)容包括音樂與情緒、音樂和神經(jīng)科學(xué)等議題②。２０１２年６月１９日—２２日，在倫敦召開了“第九屆計算機音樂建模與檢索”研討會③，其學(xué)術(shù)研討內(nèi)容包括音樂情緒分析、音樂情緒和多模型途徑等。

音樂可以對情緒產(chǎn)生影響的問題是不爭的事實，但是音樂如何對情緒產(chǎn)生影響，卻需要用神經(jīng)科學(xué)的原理、理論和研究方法，進行科學(xué)而系統(tǒng)的研究。這是由于音樂與其它藝術(shù)形式不同，其功能和作用遠不止是對情緒產(chǎn)生的影響。根據(jù)神經(jīng)科學(xué)的理論：機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是生命存在的基礎(chǔ)④。而音樂可以通過對情緒的影響，調(diào)節(jié)和改善機體的穩(wěn)態(tài)，增進人類的生存和生殖機會，對人類的生存和發(fā)展起到促進作用，特別是音樂在神經(jīng)性醫(yī)學(xué)治療干預(yù)方面發(fā)揮著重要作用。美國科羅拉多州立大學(xué)成立了音樂生物醫(yī)學(xué)研究中心，力求推進神經(jīng)音樂治療學(xué)中帕金森病的研究；２０１２年８月４日—６日在新墨西哥召開的“音樂、大腦、醫(yī)學(xué)和健康科學(xué)研討會”⑤中一項重要學(xué)術(shù)內(nèi)容就是“音樂怎樣可以被用于神經(jīng)性醫(yī)療干預(yù)”；２０１１年１２月９日在紐約召開的“神經(jīng)科學(xué)在音樂治療和康復(fù)潛力方面的研究”研討會等⑥，其目的正在于此。盡管過去科學(xué)家在情緒理論的更迭、紛爭的發(fā)展歷程中始終難于達成共識，但是隨著近年神經(jīng)科學(xué)的迅猛發(fā)展，對腦科學(xué)及神經(jīng)科學(xué)的研究成果層出不窮，研究方法和實驗技術(shù)也日新月異，科學(xué)家們終于殊途同歸，認識到要解決情緒理論之爭，最終需要研究并了解情緒的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)⑦。

值得我國音樂界關(guān)注的是，神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)σ魳非榫w進行的研究，已經(jīng)大大超越了以往心理學(xué)和音樂心理學(xué)相關(guān)問題的研究成果。心理學(xué)和音樂心理學(xué)的認識成果已經(jīng)遠遠不能滿足對音樂影響情緒認識的需要，而必須在音樂情緒研究中引入神經(jīng)科學(xué)的認識成果，對音樂情緒進行科學(xué)的研究。之所以如此，是因為音樂是人類的思維和行為之一，而思維和行為都需要在神經(jīng)系統(tǒng)的支配作用下才能得以實現(xiàn)。音樂對情緒的影響在本質(zhì)上受神經(jīng)生物過程的制約，而神經(jīng)生物過程的產(chǎn)生，受到內(nèi)、外環(huán)境變化刺激信息的影響，盡管在外環(huán)境音樂信息刺激相同的情況下，個體對音樂信息進行的神經(jīng)生物加工、處理過程也會存在著相當(dāng)大的差異。歌曲《忐忑》就是一個非常典型的案例。其既沒有歌詞，也沒有完整優(yōu)美的旋律，更不具有動人的曲調(diào)。這樣一首歌曲如果用神經(jīng)科學(xué)的理論加以分析，它缺乏形成悅耳、動聽“音感覺”的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)，因而會對許多聽者帶來負性生理喚醒，形成負性音樂情緒。但是，一些聽者在對歌曲《忐忑》聽知覺信息進行加工、處理和整合時，導(dǎo)入新穎、刺激、有趣等信息內(nèi)容，形成特有音樂神經(jīng)認知評價體系，于是產(chǎn)生了正性生理喚醒，形成了正性音樂情緒。歌曲《忐忑》為什么會帶給聽者褒貶不一的評價，及截然相反的情緒反應(yīng)？如果要對這一現(xiàn)象加以科學(xué)地解釋，就需要運用神經(jīng)科學(xué)的原理及理論進行研究。下面就以歌曲《忐忑》為案例，簡要闡述神經(jīng)科學(xué)視野中音樂情緒的形成原因，及神經(jīng)生物過程。

⒈歌曲作用于聽覺系統(tǒng)的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)

音樂音響發(fā)出的聲波作用于內(nèi)耳基底膜引起振動，其振動的位置與聽神經(jīng)纖維的最佳響應(yīng)頻率之間構(gòu)成音調(diào)拓撲圖（ｔｏｎｏｔｏｐｉｃｍａｐ）⑧，而音調(diào)拓撲形式是聽神經(jīng)纖維向腦干、丘腦、大腦皮質(zhì)的聽皮層進行投射，形成“音感覺”的基本方式之一。也就是說，一首歌曲有優(yōu)美的旋律、動人的曲調(diào)、和諧的節(jié)奏，在聽覺神經(jīng)系統(tǒng)中，所構(gòu)成的音調(diào)拓撲圖就優(yōu)美、豐滿、圓潤。因此，悅耳、動聽的“音感覺”依賴于音樂音響所引發(fā)的音調(diào)拓撲投射形式，以及利用這種形式構(gòu)成音調(diào)拓撲圖的優(yōu)美圖形。事實上，耳蝸基底膜上整齊排列著３行外毛細胞，就如同３排調(diào)在不同音高的電子琴“琴鍵”，每側(cè)數(shù)量約１２０００個。當(dāng)音樂音響的不同頻率作用于基底膜引起其不同位置振動時，機械刺激“彈動”在這個位置上的“琴鍵”（毛細胞）產(chǎn)生動作電位，通過聽神經(jīng)纖維傳入聽覺中樞的特定部位，從而引起某一音調(diào)的感覺⑨。這一聽覺神經(jīng)系統(tǒng)的工作原理與電子琴的工作原理十分相似，尤其是二者的機械－電轉(zhuǎn)換（ｃｏｃｈｌｅａｒｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ）原理如出一轍。藉此可見，音樂是通過聲波有組織、有規(guī)律的頻率（音調(diào)）；錯落有致、跌宕起伏的振幅（響度）；優(yōu)美、瑰麗的波形（與音色有關(guān)），使毛細胞翩翩起舞，帶來“音感覺”美妙、悅耳、動聽的感受，產(chǎn)生喜悅、愉悅、欣快的情緒。與其說是優(yōu)美動聽的音樂打動了人，不如說代表不同聲波頻率的聽神經(jīng)纖維勾畫出美妙的圖形，通過神經(jīng)脈沖電信號的方式刺激人的聽覺神經(jīng)系統(tǒng)，在生物電的放電活動作用下，誘發(fā)悅耳、愉悅、舒服的感受。

然而，歌曲《忐忑》發(fā)出的聲波頻率忽高忽低，振幅落差忽漲忽跌，聲波發(fā)放速率變化急促，致使基底膜受到聲波振動的位置，與聽神經(jīng)纖維的最佳響應(yīng)頻率之間構(gòu)成的音調(diào)拓撲圖雜亂無章，混亂而繁雜，導(dǎo)致聽神經(jīng)纖維發(fā)放的生物電電流和電壓的驟然改變，就如同一根可以變頻的“電棒”刺激肌膚，時而發(fā)麻，時而顫抖，最終形成刺耳、局促、緊張的“音感覺”。由于“音感覺”表現(xiàn)為性質(zhì)上相似的感覺印象，或好、壞和不清楚三種感覺模態(tài)（ｍｏｄａｌｉｔｙ），而某種印象或模態(tài)將被中樞神經(jīng)系統(tǒng)編碼成神經(jīng)脈沖信號，經(jīng)聽神經(jīng)纖維通過與之對應(yīng)的神經(jīng)通路投射至不同腦功能區(qū)，因不同腦功能區(qū)司職不同的情緒反應(yīng)控制，所以對歌曲《忐忑》形成不好“音感覺”的聽者，將會在司職負性情緒控制的腦功能區(qū)神經(jīng)生物加工過程的作用下，產(chǎn)生負性情緒。從聽覺神經(jīng)纖維的發(fā)放原理視角看，此歌曲缺乏形成悅耳、動聽“音感覺”的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)。

⒉歌曲作用于聽覺系統(tǒng)的基本方式是神經(jīng)生物電的電活動

神經(jīng)活動以生物電的產(chǎn)生、變化和傳播為特征⑩。音樂聲波振動頻率作用于高、中、低頻毛細胞群，可使其產(chǎn)生多種交流電位或直流電位。由于電位是電能的強度因素，所以，音樂聲波振動頻率將直接影響毛細胞所產(chǎn)生的電能，電能也將直接影響毛細胞的放電活動，從而影響聽神經(jīng)纖維發(fā)放的電峰電位。音樂聲波振動的機械刺激，就如同“電開關(guān)”，控制著聽覺感受毛細胞生物電活動的開或關(guān)。也就是說，音樂聲波振動頻率由低頻到高頻和諧、協(xié)調(diào)，逐級有序、規(guī)律性地升高，具有神經(jīng)科學(xué)的普遍意義，至少不會被音樂聲嚇到。但是，歌曲《忐忑》發(fā)出的瞬間高頻刺激，致使代表高頻的毛細胞通過聽神經(jīng)纖維突然性放電，導(dǎo)致生物電的電流和電壓瞬間升高而增強，表現(xiàn)為對神經(jīng)系統(tǒng)電刺激的驟然“爆發(fā)”，致使強直電刺激所致的心肌節(jié)律性收縮活動的瞬間改變，從而引起心電峰電位的變化，誘發(fā)耳鳴、顫抖、心悸等生理不適感，帶來自主神經(jīng)系統(tǒng)的暫時紊亂，最終使許多聽者形成“一驚一乍”的感受，于是產(chǎn)生了負性音樂情緒。這是由生理喚醒誘發(fā)音樂情緒反應(yīng)的典型案例，它證明生理喚醒可以對音樂情緒產(chǎn)生影響。

⒊歌曲《忐忑》作用于聽覺系統(tǒng)，通過神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)釋放的神經(jīng)遞質(zhì)和激素影響情緒反應(yīng)

“神經(jīng)遞質(zhì)是指由神經(jīng)末梢所釋放的特殊化學(xué)物質(zhì)……，完成信息傳遞功能”{11}。音樂音響的聲音振動刺激，引發(fā)“聽覺毛細胞的膜電位發(fā)生變化并釋放神經(jīng)遞質(zhì)，最后使得支配毛細胞的聽覺神經(jīng)產(chǎn)生興奮和沖動，將聲音信息傳到聽覺中樞”{12}。機體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)分布廣泛，種類繁多，自成系統(tǒng)，可引起生理功能效應(yīng)。我們通常所說的情緒，就與這類化學(xué)物質(zhì)制造的化學(xué)反應(yīng)，帶來的化學(xué)效應(yīng)有關(guān)，因此神經(jīng)遞質(zhì)在情緒反應(yīng)過程中扮演著重要角色。歌曲《忐忑》為什么會帶給聽賞者褒貶不一的感受，帶來不同聽者的情緒反應(yīng)，這與神經(jīng)遞質(zhì)扮演的重要角色有關(guān)。聽者在聆聽歌曲《忐忑》時，根據(jù)不同聽者的生理反應(yīng)和認知評價，中樞神經(jīng)系統(tǒng)會釋放不同種類的神經(jīng)遞質(zhì)，從而影響不同聽者的情緒反應(yīng)，而且神經(jīng)系統(tǒng)通過控制釋放的神經(jīng)遞質(zhì)，以及內(nèi)分泌系統(tǒng)分泌的激素，在調(diào)節(jié)機體生理功能、保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著重要作用。歌曲《忐忑》在對聽覺神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生刺激時，由于其聲波振動的頻率、振幅和速率，缺乏有規(guī)律、有秩序、和諧的運動，致使聽者的聽覺神經(jīng)系統(tǒng)在對其信息分析、加工、處理過程中，產(chǎn)生的生物電電活動也無法正常、有序地進行，導(dǎo)致神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)，通過控制釋放兒茶酚胺和分泌腎上腺素等的功能活動，朝著不利于機體穩(wěn)態(tài)的方向發(fā)展，無法保持機體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，重要的是中樞神經(jīng)系統(tǒng)將會對免疫系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。然而，“人類之所以能成為萬物之靈，就是因為人類有根本區(qū)別于動物、高度發(fā)達的腦”{13}。這種具有思維功能的腦可以改變上述結(jié)果，產(chǎn)生可逆神經(jīng)性生理和情緒反應(yīng)。不少聽者由于對歌曲《忐忑》帶給自己的強烈刺激有較強的期待意識，神經(jīng)系統(tǒng)會釋放一種叫多巴胺的化學(xué)物質(zhì)，它一旦進入大腦的眶額皮質(zhì)，就會產(chǎn)生愉悅感，并在其他神經(jīng)遞質(zhì)和激素的參與下影響精神活動，從而產(chǎn)生正性情緒反應(yīng)。因此，音樂除了自身的神經(jīng)基礎(chǔ)可對情緒產(chǎn)生影響外，音樂以外的思維、意識、認知等，神經(jīng)生物加工過程也可對音樂情緒產(chǎn)生影響。

⒋歌曲作用于聽覺系統(tǒng)，大腦皮質(zhì)神經(jīng)通路介導(dǎo)意識的聽知覺對音樂情緒的影響

任何音樂音響信息都必須經(jīng)神經(jīng)通路，通過大腦皮質(zhì)與丘腦進行折返交互活動{14}，以及皮質(zhì)自身與皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)進行的交互活動，才能形成音樂聽知覺。在這個過程中大腦皮質(zhì)神經(jīng)通路需要介導(dǎo)意識的聽知覺{15}，完成對音樂音響信息的加工、處理和整合，最終形成音樂感知覺，而此過程對音樂情緒的形成至關(guān)重要。一些聽者，在通過大腦皮質(zhì)神經(jīng)通路介導(dǎo)思維、意識及認知，對歌曲《忐忑》聽知覺信息進行加工、處理和整合時，導(dǎo)入新穎、刺激、有趣等信息內(nèi)容，形成特有音樂神經(jīng)認知評價體系，由于“認知評價總是發(fā)生在情緒反應(yīng)之前”{16}，因此，產(chǎn)生了對其驚喜、愉悅、喜愛等情緒。以人在不同場合下看見黑熊產(chǎn)生不同情緒反應(yīng)為例加以說明：當(dāng)人在野外看見黑熊，如果認為黑熊會對自己安全構(gòu)成威脅，就會將自身的生理喚醒解釋為恐懼和害怕；當(dāng)人在動物園中看見黑熊，如果認為不存在安全問題，就會將同樣生理喚醒解釋為高興或驚訝{17}。從這一情緒反應(yīng)過程看，人腦在對音樂音響信息進行加工處理時，個體所選擇的音樂神經(jīng)認知評價，以及采用的神經(jīng)通路對情緒反應(yīng)起關(guān)鍵作用。

⒌歌曲《忐忑》成功之處的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)

歌曲《忐忑》作為音樂作品的最成功之處在于它的“新、奇、特”，即樣式新穎、結(jié)構(gòu)奇妙、方式獨特，而這正是構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能基本單位神經(jīng)元興奮的源泉。神經(jīng)系統(tǒng)對“新異刺激”響應(yīng)最為敏感、強烈，這是由于行為神經(jīng)可塑性極易帶來“習(xí)慣化”{18}，隨著刺激次數(shù)的增多而逐漸降低反射性行為反應(yīng)。歌曲《忐忑》對神經(jīng)系統(tǒng)的“新異刺激”，致使許多聽者在神經(jīng)生物電的放電活動影響下興奮不已，成為“中樞興奮劑”，除茶余飯后作為談資，調(diào)劑生活外，更為重要的是成為許多人宣泄情緒、解除憂愁、減輕壓力、舒緩緊張的“催化劑”。從這一點看，歌曲《忐忑》的確體現(xiàn)了其音樂的功能性，發(fā)揮了神經(jīng)性干預(yù)作用。當(dāng)然也不可否認歌曲《忐忑》對神經(jīng)性干預(yù)方面的負面影響，但畢竟大眾群體中，相當(dāng)一部分人群需要這樣的歌曲對神經(jīng)系統(tǒng)進行干預(yù)，以調(diào)節(jié)情緒，調(diào)劑生活。歌曲《忐忑》帶來的社會影響，源自于其對人腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的強烈刺激，及個體不同的神經(jīng)生物加工過程。就神經(jīng)系統(tǒng)而言，刺激強度越大感受就越深，由此帶來的生理反應(yīng)和情緒反應(yīng)也就越強烈，情緒的體驗可直接影響行為的表達，最終因群體行為的改變產(chǎn)生對社會的影響。一首歌曲不可能滿足整個社會群體的需要，關(guān)鍵是音樂多元化發(fā)展可以滿足部分人群的需求，同時也可對部分人群的生活起到改善和調(diào)節(jié)作用。因此，對歌曲《忐忑》的認識，不應(yīng)拘泥于簡單的評判形式上，而應(yīng)關(guān)注這樣一首歌曲是怎樣通過神經(jīng)性干預(yù)，發(fā)揮其音樂的功能性作用，特別是人腦的功能活動在神經(jīng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)下，是如何改變相同音樂刺激，結(jié)果卻不同的神經(jīng)生物過程，這一點對人類的生存和發(fā)展尤為重要，也可能將為音樂多元化發(fā)展提供神經(jīng)科學(xué)的依據(jù)。

“神經(jīng)科學(xué)的最終目的是闡明行為和心理活動的神經(jīng)機制；同時為闡明物質(zhì)運動，如何產(chǎn)生精神活動這一重大哲學(xué)問題提供科學(xué)依據(jù)”{19}。歌曲《忐忑》在客觀上，缺乏形成悅耳、動聽“音感覺”的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)；在主觀上，音樂神經(jīng)認知評價體系，可以改變?nèi)藗儗σ魳穾淼纳韱拘训慕忉專瑥亩淖兦榫w反應(yīng)和行為反應(yīng)。由此，我們在解釋不同聽者聆聽相同音樂，結(jié)果卻不同這一現(xiàn)象時，是否可以這樣理解：一方面，受個體神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)的影響；另一方面，受個體音樂文化對神經(jīng)生物加工過程的影響。對歌曲《忐忑》形成“一驚一乍”感受，產(chǎn)生負性情緒的聽者，正是由于其對神經(jīng)系統(tǒng)的刺激，誘發(fā)生理不適，而這種現(xiàn)象與音樂文化無關(guān)，完全是神經(jīng)系統(tǒng)的反射活動所致。因此，神經(jīng)科學(xué)在對音樂情緒的研究中，具有不可替代的重要地位，通過神經(jīng)科學(xué)對音樂情緒進行研究，一是需要利用神經(jīng)科學(xué)的研究方法、原理和理論，證實音樂具有神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)；二是從神經(jīng)科學(xué)的角度解釋音樂情緒形成的原因和發(fā)生的過程，以及闡明音樂情緒的神經(jīng)機制；三是闡明音樂情緒可能對機體穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生的影響。神經(jīng)科學(xué)的理論認為：機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是生命存在的基礎(chǔ)。而音樂可以調(diào)節(jié)和改善機體的穩(wěn)態(tài)，增進人類的生存和生殖機會，對人類的生存和發(fā)展起到促進作用。這是音樂對人類的最大貢獻，是音樂最重要的使命，也是音樂存在最核心的價值。

雖然神經(jīng)科學(xué)離音樂還很遙遠，其學(xué)科術(shù)語和內(nèi)涵以及由神經(jīng)科學(xué)與音樂學(xué)創(chuàng)建的新興交叉學(xué)科，在目前的音樂知識系統(tǒng)中對我們也很陌生，但神經(jīng)科學(xué)與音樂研究的結(jié)合及聯(lián)姻，特別是涉及到對音樂情緒的研究卻是十分重要和必要的，其發(fā)展前景必然是廣闊的。這一領(lǐng)域的研究，將會為音樂學(xué)研究，為科學(xué)的認識基礎(chǔ)，提供必要的科學(xué)研究方法和理論依據(jù)。這方面的研究成果，也將會對促進健康和提高神經(jīng)性治療干預(yù)的福祉產(chǎn)生重要影響。