音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)人腦結(jié)構(gòu)與功能的影響

欒天池 宋蓓

大腦是人類目前所知的最為復(fù)雜的一個(gè)系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，它擁有約1000億個(gè)神經(jīng)元，這些神經(jīng)元通過(guò)約100萬(wàn)億個(gè)神經(jīng)突觸相互連接，控制著個(gè)體的感知覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、注意、記憶、情緒、思維、語(yǔ)言等各種初級(jí)和高級(jí)行為。大腦是個(gè)體產(chǎn)生一切行為的根源，反過(guò)來(lái)，這些行為又對(duì)大腦進(jìn)行塑造，其在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動(dòng)以及化學(xué)物質(zhì)諸多方面均能因?qū)W習(xí)、大腦發(fā)育及病變等內(nèi)部因素和外部環(huán)境的變化而發(fā)生重新建構(gòu)，這被稱為腦的“可塑性”（plasticity）。

可塑性是腦神經(jīng)系統(tǒng)的重要特性，也是人類行為適應(yīng)性的生理基礎(chǔ)，并貫穿于我們生命的始終。而音樂(lè)訓(xùn)練在此過(guò)程中扮演著重要的角色，它能夠?qū)δX的宏觀與微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響。這是因?yàn)橐魳?lè)本身的成分極其復(fù)雜，涉及音色、節(jié)奏、和聲、曲調(diào)及旋律等多種因素，因此個(gè)體在從事各種音樂(lè)活動(dòng)時(shí)，需要大腦的運(yùn)動(dòng)皮層、聽(tīng)覺(jué)皮層以及視覺(jué)皮層等多個(gè)腦區(qū)的廣泛參與、感知與信息處理（見(jiàn)圖1）。而且很多研究已經(jīng)證實(shí)，長(zhǎng)期密集的音樂(lè)訓(xùn)練會(huì)改變大腦各個(gè)感覺(jué)皮層的結(jié)構(gòu)和功能。

音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)大腦聽(tīng)覺(jué)皮層的影響

大腦的聽(tīng)覺(jué)皮層是負(fù)責(zé)聽(tīng)的神經(jīng)中樞，主要位于大腦兩半球外側(cè)顳葉的顳橫回和顳上回。此外，腦島也接受聽(tīng)覺(jué)信息的投射，傳入的聽(tīng)覺(jué)信息在此被分析和綜合并產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。聽(tīng)覺(jué)皮層可分為初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層和次級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層兩部分。

眾所周知，音樂(lè)是通過(guò)聲音來(lái)塑造藝術(shù)形象的音響藝術(shù)，無(wú)論是對(duì)音高、音色、節(jié)奏、和聲及旋律等各種因素的聽(tīng)與感受，還是將這些要素整合成為一首完整的樂(lè)曲進(jìn)行演奏，個(gè)體腦內(nèi)的聽(tīng)覺(jué)皮層都起著重要的監(jiān)聽(tīng)和辨識(shí)作用，因此涉及聲音分析、聽(tīng)覺(jué)記憶及聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景分析等復(fù)雜的腦部活動(dòng)。也就是說(shuō)，從獲得對(duì)音響及其結(jié)構(gòu)形式的映像和知覺(jué)到理解作曲家的創(chuàng)作意圖，再到評(píng)價(jià)表演者的演奏水平等一切音樂(lè)活動(dòng)都離不開(kāi)聽(tīng)覺(jué)皮層的積極參與。

研究者通過(guò)一系列的腦科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期接受音樂(lè)訓(xùn)練的音樂(lè)表演者或音樂(lè)家在初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層的顳上回區(qū)域的灰質(zhì)體積、中心性和皮層厚度比控制組更大，而器樂(lè)訓(xùn)練的時(shí)間長(zhǎng)短與顳上回的體積正相關(guān)，且音樂(lè)表演的專業(yè)能力與顳上回的灰質(zhì)密度呈正相關(guān)。

這是由于在大量的音樂(lè)訓(xùn)練中，對(duì)錯(cuò)誤的檢測(cè)是音樂(lè)訓(xùn)練中最基本的環(huán)節(jié)與能力，而聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)對(duì)錯(cuò)誤的檢測(cè)主要由顳上回區(qū)域負(fù)責(zé)。其次，在音樂(lè)訓(xùn)練中，為了達(dá)到對(duì)每個(gè)旋律的合理詮釋，演奏者必須對(duì)旋律特征進(jìn)行解碼，而顳上回對(duì)音樂(lè)旋律、音樂(lè)結(jié)構(gòu)的加工，以及音樂(lè)語(yǔ)義記憶發(fā)揮著重要作用。最后，在長(zhǎng)期的音樂(lè)訓(xùn)練中聽(tīng)覺(jué)反饋對(duì)音樂(lè)訓(xùn)練效果具有積極意義，而顳上回在功能上參與了聽(tīng)覺(jué)反饋的整合加工。

綜上，音樂(lè)訓(xùn)練可以使得機(jī)體擁有更敏感的聽(tīng)覺(jué)分辨與分析能力，并且可以使他們獲得更強(qiáng)的音樂(lè)記憶。這可以體現(xiàn)出音樂(lè)訓(xùn)練與腦結(jié)構(gòu)變化之間存在因果關(guān)系，且有力地證明了音樂(lè)訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)對(duì)腦結(jié)構(gòu)的影響。

音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)人腦運(yùn)動(dòng)皮層的影響

大腦的運(yùn)動(dòng)皮層也是可塑性較強(qiáng)的皮層之一，位于額葉的后部，主要包括初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層、前運(yùn)動(dòng)皮層和輔助運(yùn)動(dòng)皮層三部分。

身體各個(gè)部位在大腦皮層均具有相應(yīng)固定的投射區(qū)，隨著各部位精細(xì)運(yùn)動(dòng)技能的提高，皮層相應(yīng)的代表區(qū)域就會(huì)擴(kuò)大，同時(shí)皮層還會(huì)發(fā)生功能重塑。

很多研究均已證實(shí)，一定時(shí)間的感官刺激或新的運(yùn)動(dòng)技能的習(xí)得可以導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)皮層結(jié)構(gòu)和功能變化。例如，腦成像研究發(fā)現(xiàn)小提琴家的大腦半球之間存在顯著的不對(duì)稱性，由于音樂(lè)訓(xùn)練與演奏時(shí)需要左手手指的頻繁活動(dòng)，小提琴家不僅發(fā)展出精細(xì)的左手手指運(yùn)動(dòng)技能，而且左手對(duì)應(yīng)的大腦右側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層與初級(jí)感覺(jué)皮層的表征區(qū)域明顯大于對(duì)側(cè)。

同時(shí)，中央前回是與音樂(lè)訓(xùn)練密切相關(guān)的腦區(qū)。中央前回是額葉后部的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)區(qū)域，它位于中央后回之前，屬于初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層所在區(qū)域。研究者發(fā)現(xiàn)，與非音樂(lè)家相比，長(zhǎng)期進(jìn)行音樂(lè)表演訓(xùn)練的鋼琴家的大腦左右半球中央前回內(nèi)溝具有更高的對(duì)稱性;在觀看右手鋼琴演奏時(shí)，左側(cè)中央前回得到更強(qiáng)的激活;在被動(dòng)聆聽(tīng)鋼琴旋律時(shí)， 雙側(cè)的中央前回區(qū)域比控制組有更強(qiáng)的激活;而在運(yùn)動(dòng)相關(guān)任務(wù)中，鋼琴家的中央前回有顯著激活，而非音樂(lè)家則沒(méi)有出現(xiàn)類似的激活。這可能是源于接受長(zhǎng)期音樂(lè)訓(xùn)練的音樂(lè)家大腦的中央前回與其他腦區(qū)之間的局部功能連接密度比非音樂(lè)家更大，從而體現(xiàn)出長(zhǎng)期的音樂(lè)訓(xùn)練有助于對(duì)高水平認(rèn)知控制與注意加工能力。

此外，一般來(lái)說(shuō)小腦與運(yùn)動(dòng)控制有關(guān)。研究者發(fā)現(xiàn)，鋼琴家在觀察手指運(yùn)動(dòng)時(shí)，小腦的激活水平比控制組更高。同時(shí)，小腦還與音樂(lè)表演中的多通道信息整合功能、工作記憶、認(rèn)知符合以及執(zhí)行功能相關(guān)。近年的一些研究證實(shí)，音樂(lè)表演者在顳上溝—前運(yùn)動(dòng)區(qū)—小腦的連結(jié)性更強(qiáng);表演者工作記憶以及執(zhí)行控制的提高也與小腦灰質(zhì)密度的增加有關(guān);基于此，可見(jiàn)小腦參與音樂(lè)表演活動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，而長(zhǎng)期的音樂(lè)表演訓(xùn)練在一定程度上能調(diào)節(jié)從表演的行為計(jì)劃到視覺(jué)運(yùn)動(dòng)再到聲音的一個(gè)內(nèi)在傳送模型，進(jìn)而體現(xiàn)出長(zhǎng)期的音樂(lè)訓(xùn)練可以對(duì)小腦以及運(yùn)動(dòng)皮層的結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生有效的重塑。

音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)人腦軀體感覺(jué)皮層的影響

軀體感覺(jué)皮層是管理身體上各種感覺(jué)的神經(jīng)中樞，位于頂葉和后頂葉皮層區(qū)域，主要包括第一（初級(jí)）軀體感覺(jué)皮層（S1）、第二（次級(jí)）軀體感覺(jué)皮層（S2）以及位于第一軀體感覺(jué)皮層后方的5區(qū)和7區(qū)（見(jiàn)圖2）。其中，第一軀體感覺(jué)皮層由四個(gè)不同的皮層去（3a、3b、1區(qū)和2區(qū)）組成，體表各部位在這個(gè)皮層的代表區(qū)明確而清晰（見(jiàn)圖3），是最主要的軀體感覺(jué)皮層。第二軀體感覺(jué)皮層只對(duì)感覺(jué)信息做粗糙的分析，且與痛覺(jué)關(guān)系較為密切。而后頂葉皮層對(duì)感知和解釋空間關(guān)系及精確的肌體圖像是必不可少的，也是肌體在空間活動(dòng)時(shí)進(jìn)行動(dòng)作協(xié)調(diào)所必需的，也就是說(shuō)它主要負(fù)責(zé)將軀體感覺(jué)信息與其他感覺(jué)信息進(jìn)行復(fù)雜的整合。

已有研究證明，長(zhǎng)期的音樂(lè)訓(xùn)練和練習(xí)能夠?qū)е落撉偌业目臻g觸覺(jué)敏感度顯著高于普通人，并且其敏感度與音樂(lè)家開(kāi)始學(xué)習(xí)音樂(lè)的年齡和日常練琴時(shí)間呈正相關(guān);弦樂(lè)器演奏家的軀體感覺(jué)皮層因長(zhǎng)期接受弦樂(lè)演奏的訓(xùn)練，致使其加強(qiáng)了感知系統(tǒng)內(nèi)部的突出傳遞，從而使弦樂(lè)器演奏家的軀體感覺(jué)皮層經(jīng)音樂(lè)訓(xùn)練發(fā)生了重塑，并增強(qiáng)了位于中央溝首部感覺(jué)區(qū)的抑制性中間神經(jīng)元的激活。