“音乐”和人类几乎是共存的，甚至在语言没有出现的时候，音乐就已经存在于人类的生活之中，更不用说短视频如此迅速发展的今天，背景音乐频繁地出现，快速地刺激着我们的感官。与此同时越来越多的研究开始探索音乐对人类疾病的治疗效果，希望从这个古老的活动中发现新的治疗希望。本文介绍了音乐的本质以及音乐对人类的神经究竟产生了哪些影响，目前音乐治疗相关的内容，让大家对生活中习以为常的音乐有更多地注意和了解，努力让听音乐这件事更有益于身心健康。
关键词
音乐 神经系统 医疗
一.什么是音乐
日常生活中几乎每个人都会主动或是被动地接触到音乐。语言、音乐和噪音同样经由耳朵传入我们的大脑，但我们仍然可以分辨出哪些是音乐哪些是噪音，虽然人们会因为听音乐的喜好不同，而评论某些音乐的播放为“噪音”，但不得不承认得是在很大程度上我们可以对“什么是音乐”达成共识。
1.1声音和音乐的关系
我们都知道声音是由物体振动产生，不同声音的响度和音调，振幅不同，语言的使用也会发出声音但较为特殊得是音乐具有四个物理属性：长短、强弱、高低、音色，显然在声音的基础上多出了许多规律，变化，在一定时间内较为连续。音乐是一种通用语言，它弥漫在大多数人的生活中，可以唤起过去的记忆和感受，可以对我们的情绪产生积极的影响，可以强烈地唤起和点燃强烈的情感，可以建立或加强社会联[1]。它以一种口头语言无法表达的方式促进了情感的表达。这延伸到潜意识中被压抑的情绪[2]，简单得说，声音为音乐提供了基础素材，音乐的存在使得声音更具有情感，可以唤醒听者的情绪，对大脑的更多区域产生影响，因此科学家希望从这种影响中寻找一些治疗疾病的方法。
1.2噪音和音乐的区别
与言语或音乐不同，凡是干扰人们休息、学习和工作等不需要的声音，统称为噪声，超过50分贝就会影响睡眠和休息，70分贝以上会干扰谈话，影响工作效率。越来越多的证据表明，环境噪声暴露对公众健康的非听觉影响：增加高血压和心血管疾病的发病率，并损害学童的认知能力。长期90分贝以上会导致听力损伤，听力损失导致在日常生活中无法理解言语会对社会产生严重影响。它还会影响认知表现，降低对任务的注意力。如今对噪声引起的毛细胞和神经损伤的分子机制的了解已经大大增加，预防和治疗药物可能在10年内问世[3]。
二.人类乐感的生物学基础
在动物世界中，人类并不是唯一能够发出音乐和声音的动物。其他哺乳动物(海豹、鲸鱼、海豚、长尾鼠和长臂猿)和许多鸣禽都能够学习和创作音乐。人之所以能听到声音并对音乐或噪音作出区分是因为我们具有特殊的生理结构。声波通过外耳和中耳传到内耳的耳蜗。耳蜗将声波产生的压力波的能量转化为神经脉冲，然后传递到大脑。传导是通过位于基底膜上的耳蜗感觉毛细胞的运动发生的，这些毛细胞产生电化学信号。声刺激启动一个从基底向基底膜顶端的行波，高频声音在耳蜗底部达到最大振幅，低频声音在耳蜗顶端达到最大振幅。耳蜗的张力异位组织被完美地保存下来，并传递到上升听觉通路的每一级[1]。
显然人类的大脑已经进化到可以适应音乐，音乐也成为了一种社会工具。音乐学习始于母亲的子宫，并在出生后非正式地继续[4]，由于婴儿在子宫里习惯于听声音，音乐可能会让他们在出生后感觉更舒适[5]。有研究表明，在保温箱里的早产儿在听音乐时表现出更强的抵抗力和更少的健康并发症。由于两个半球之间更大的相互作用，音乐家的大脑表现出更高的半球间传输速率。经常练习乐器会对大脑结构产生影响，进而对我们的行为和能力产生影响[6]。音乐能力构成了人类思想/大脑中的资源，它使人类有可能获得理解世界上任何音乐习惯的能力，只要给予适当的输入。实现音乐能力的个体差异比实现语言能力的普遍差异更大[7]。
随着人类社会越来越依赖于他们的社会网络来狩猎和生存，理解他人的情绪和精神状态开始变得越来越重要。音乐性将转化为一种交流和社会纽带的手段。随着两足行走的发展和颈部的变化(喉部的下降和声道的延伸)，发声变得更宽、更悦耳。尼安德特人可能已经发展出一种使用肢体和声音的原始音乐语言;“嗯”(整体的、多模态的、操纵的、音乐的、模仿的)系统和歌舞逐渐发展，成为社会生活的基础。大约在20万至5万年前，祖先的交流方式分化为两种形式，即我们现在所说的音乐和语言。语言已经成为信息传递的主要方式，而音乐仍然是一种情感交流和增加社会联系的手段[1]。人们普遍认为，非人类动物的歌唱只是为了交流，而人类的歌唱也可以起到纯粹娱乐的作用[8]。
三. 音乐与神经生物学
语言和音乐构成了人类最复杂和最具特色的两种听觉运动功能。事实上，音乐可以提高许多认知任务的表现，可能对患病的大脑有有益的影响大量研究表明，音乐影响情绪，因为它与大脑的奖励系统密切相关。因此，我们可以假设，对音乐和大脑之间关系的深入研究可能有助于揭示思维是如何工作的，以及情绪是如何产生的，并可能改善神经系统疾病患者以音乐为基础的康复方法。然而，心灵与音乐联系的许多方面仍有待探索和启发[1]。
3.1音乐活动对神经的影响
音乐也许是最古老的人类活动之一。许多科学家的研究至少在一定程度上揭示了音乐与大脑之间的复杂关系。研究表明，大脑在不断变化和生长，因此可塑性越高，这个器官就越健康[9]。大脑中有处理复杂声音的区域，有处理语言和音乐的句法元素的区域，有处理意义的区域，有处理情绪的区域，而额叶具有执行控制的功能。小脑也主要参与节奏处理，小脑变性患者的音高辨别能力受损[10]。大脑中并没有一个独特的音乐区域。
学习和演奏音乐可以改变大脑功能，并可能改善其他认知领域的表现，比如对语言、注意力、学习和记忆很重要。此外，许多研究表明，音乐可以减轻压力，改善情绪，因为它改变了大脑的化学成分，因为它激活了奖励系统，释放了多巴胺和其他神经递质[11]。经常使用乐器对大脑有积极的整体影响，音乐对工作和情感发展的好处对听者和表演者都有影响，演奏者除了花更多的时间与音乐接触外，还必须发展乐器演奏的技巧和态度，这些技巧和态度可以作为适当情绪控制的工具。它强调积极倾听、专注、纪律、责任、一致性和情感表达，乐器练习的好处与投入的时间和开始练习乐器的年龄成正比，如果音乐发展在更早的年龄开始，好处会更大[6]。
在进化过程中，音乐还在社会聚集中扮演了重要的角色。事实上，集体音乐和唱歌会增加大脑中催产素的产。这种肽与抗利尿激素一起由下丘脑的神经元产生，并通过脑下垂体进入血液循环。这两种激素，除了它们的外围作用(分娩时子宫收缩和乳腺排出乳汁作为催产素;抗利尿激素的体液平衡)，作用于大脑调节社会行为，特别是性动机、母亲对孩子的依恋和伴侣关系[12]。也就是说，这两种激素调节哺乳动物和人类的依恋和联想行为，因此也调节社会关系。因此，这可能是音乐对社会凝聚力和归属感所起作用的神经化学解释[13]。
当音乐和认知任务先后出现时，听音乐可以诱发积极情绪，提高唤醒水平，并改善随后的认知处理。事实上，这种促进效应在空间任务中得到了证实[14-17]。但当音乐和认知任务同时出现，背景音乐的存在增加了阅读理解过程中神经处理的难度。我们的发现可以根据有限能力理论和分心假说来解释，这表明个人的注意力资源是有限的，同时进行的任务会争夺可用的注意力。当所需资源超过可用资源时，任务就会相互干扰。在本研究中，由于背景音乐的存在可能会占用注意力资源，导致用于完成阅读理解的注意力资源减少，从而导致句子整合困难。与没有情感触动的背景音乐相比，感人的背景音乐可能会提高参与者的兴奋程度[18]。另一方面，认知加工过程中对注意力资源的竞争也可能是导致情绪唤醒失败的原因[19]。
值得注意的是，并不一定要听音乐才能激活许多与音乐处理有关的区域。简单地思考它就足够了[20]。音乐激活了与奖励和愉悦系统有关的结构，即中皮质边缘系统(位于中脑、腹侧纹状体和伏隔核、杏仁核、眶额皮质和前额皮质以及海马的多巴胺能核)。特别是杏仁核和海马体，杏仁核是一组相互连接的核，在情绪行为和动机的处理中起主要作用[21]，海马体在巩固陈述性记忆方面很重要，在大鼠、小鼠和人类的大脑中，海马体被证明会因音乐而发生化学变化，并得到其他大脑区域(前额叶和额叶皮层的关联区域[22] 。是参与处理音乐情感内容的关键站点。杏仁核参与对声音和音乐的情感价值的粗略解码，而海马体处理更复杂的声音和音乐情感，并可能在基于记忆和上下文关联的音乐情感解释中发挥重要作用。
3.1.1不同音乐类型对神经的影响
音乐主要是通过影响人们的情绪从而起到激活更多脑区的效果。在播放快乐音乐时，在腹侧和背侧纹状体、前扣带、海马旁回和听觉关联区发现血流信号对比度增加。在悲伤的音乐中，海马体/杏仁核和听觉关联区域的血流信号反应增加。中性音乐的呈现与脑岛和听觉关联区血流信号反应的增加有关。研究结果表明，对音乐作出反应的情绪处理网络整合了腹侧纹状体和背侧纹状体，这两个区域涉及奖励体验和运动，前扣带对目标注意力很重要以及内侧颞区用于情绪的评估和处理[23]。研究表明，听音乐可以影响大脑的发育和神经可塑性，从而提高学习和记忆能力，尽管这些影响取决于所研究的物种和所提供的音乐类型[24]。
音乐刺激会激活大脑中还会以不同的水平释放多巴胺和与愉悦相关的神经递质，如血清素、去甲肾上腺素、内啡肽、褪黑素或肾上腺素.此外，由音乐引起的多巴胺的强烈释放可以触阿片类物质释放，这与快乐的表现有关。反过来，阿片系统强烈刺激中脑多巴胺神经元[25]。因此，多巴胺活动可以解释为什么一个人会有动力继续听一段音乐，而伏隔核中多巴胺释放和阿片信号的关联可以解释听音乐时的愉悦体验[26]。随着奖励的增加，纹状体和听觉皮层之间的功能连接也会增加，这表明对即将到来的声音的预测与听觉区域内的信息处理有关。这些事件是由个人从过去的经验中构建的，可以用来预测未来的(音乐)经验[22,27]。这些相互作用可能部分解释了为什么对音乐的偏好存在巨大的个体差异，因为每个人都有独特的聆听历史。
3.2音乐对神经系统的干预
在整个医学史上，音乐扮演了一个突出的、相互交织的角色。例如，公元前2000年的亚述人记录了用音乐来抵消恶灵的影响[28]。在古希腊，阿波罗被尊为音乐和治疗之神[29]。柏拉图在他的苏格拉底对话“Politeia”中雄辩地阐述了音乐对健康的有益作用[30]。此外，《旧约》记载了扫罗王通过大卫的七弦琴的舒缓声音从“恶灵”那里得到安慰[31]。音乐的重要性贯穿了整个中世纪，成为欧洲医学教育的重要组成部分[32]。在19世纪后期，对音乐治疗潜力的认识导致了广泛的研究努力[33]并将其融入医疗实践[34]。音乐与医学的深度融合催生了表演艺术医学，这是一门职业医学学科，致力于解决表演艺术家遇到的健康问题的病因、治疗和预防[35]。
3.2.1镇痛
早在1960年，就有来自牙科手术的记录表明音乐和噪音可以诱导止痛效果[36]。作为干预手段的音乐可以缓解术后和手术过程中的疼痛[37-39]，甚至可以缓解临床中的难治性疼痛[40,41]。因为不同类型的音乐甚至是自然的声音都可以在相同程度上缓解疼痛[42]。然而，它是如何工作的仍然未知。在人类接触音乐时，多个大脑区域的活动发生了变化，这些区域介导了疼痛的处理[43-46]。当我们的大脑被音乐和无害的显著听觉刺激所影响时，我们的大脑就会被音乐和无害的显著听觉刺激所影响[47,48]。因此，丘脑可能是听觉-体感处理的桥梁。然而，精确的细胞类型特异性组织和丘脑回路介导声音诱导镇痛的功能在很大程度上仍然未知[49]。负责处理声音引起的镇痛的神经回路长期以来一直是难以捉摸的。
患有慢性疼痛的患者参与了集体或个人唱歌。那些独唱的人经历了一些疼痛缓解，而“团体歌手从每一种慢性疼痛中都明显受益”柯林斯说。这一观察结果与催产素有关，这是一种促进积极情绪的激素。他们中的许多人都是慢性疼痛减轻的老年人。他们的催产素水平上升了。可能是通过支配喉部肌肉的神经回路唱歌有一种运动精神。你在屏住呼吸。你在发出声音。你还刺激了迷走神经[50]。
3.2.2干预神经系统疾病
在音乐刺激大脑时伴随着一系列的身体反应，包括血压的变化、心率和呼吸的变化以及皮肤的电反应[5]研究表明，音乐有助于情绪调节[51]，有利于积极的情绪状态[22]。由音乐引起的情绪通常是积极的[52]，音乐疗法是基于这一前提，因为情绪对自主神经系统以及激素和免疫系统都有直接影响[53]。音乐对认知方面的影响也得到了证明，因为音乐处理所需的认知功能有利于记忆的发展[54]，以及改善慢性病患者的沟通[55]。这些影响在短期内是可见的，但尚不清楚它们是否会持续更长时间。此外，一个有趣的方面是，是音乐引起的情感，而不是音乐本身，促进了恢复[6]。
参加36周音乐课程的儿童与参加戏剧课程的儿童相比，智商有所提高[56]。有趣的是，在音乐节目中练习唱歌的孩子比那些弹钢琴的孩子智商有更大的提高。在随后的研究中，分配到音乐和绘画组的儿童在训练前后6个月接受测试，上过音乐课的孩子在阅读和语言感知能力上有所提高，而上过绘画课的孩子则没有这种改善。在接受过音乐训练的儿童中，这些行为增强伴随着与音乐和语言相关的特定事件相关的潜在成分的振幅变化，初级听觉皮层[57]、布罗卡区和额下回，以及小脑和顶叶上叶区域。这些结构上的差异在那些从小就开始训练的音乐家身上表现得更为明显。因此展现出音乐的干预在促进慢性中风失语症患者和完全非语言自闭症儿童的语言输出方面的治疗潜力。这两种疾病的特点都是语言产生的明显损伤，这些干预措施(针对中风患者的旋律语调疗法(MIT)和针对自闭症儿童的听觉运动映射训练(AMMT))的效用可能在于我们对大脑中如何处理音乐和语言的理解。
大量的神经成像研究表明，音乐和语言共享大脑网络[22]，积极和强化的音乐训练可能有助于语言的恢复和习得。旋律和节奏可以激活失去的神经功能，例如，不能说话的病人可能仍然能够唱歌，失去肌肉神经控制的病人可能会有节奏地流畅地移动。据报道，中风患者每天听音乐不仅对情绪有积极影响，而且对言语记忆和注意力的恢复能力也有积极影响。有迹象表明，即使在阿尔茨海默病的晚期或最严重阶段以及不同类型的痴呆症中，听音乐的乐趣也可能被保留下来。最近的一项功能磁共振成像研究表明，这种保存可能是由于长期音乐记忆部分独立于其他记忆系统，并依赖于前扣带和前补充运动区域的选择性激活[58]。
四. 总结与展望
几乎每个人都可以在不同类型的音乐中找到情感的出口，除了欣赏音乐可以带来一些精神上乃至生理上的疗愈效果以外，参与音乐任务的大脑区域的适应性可能对数学表现有影响，因为涉及符号表征的心理操作的共享神经资源[59]，音乐也能够调动情感，理解情绪和理性的技能，它使学习理解和管理情绪以促进个人幸福成为可能[6]。基于现有的音乐对各种疾病治疗效果的基础，并且音乐治疗几乎没有副作用，科学家可以进一步研究音乐活动涉及到的具体神经通路，明确音乐究竟如何发挥治疗作用，怎样将作用发挥地更好。
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END
文案 | 钱冉
排版 | 姜笑南
审核 | 姜笑南
发布｜姜笑南
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