▷人类进化史。图片来源：Canva
可以说，音乐是人类本性的一部分。那么，当聆听音乐时，我们的大脑会作出哪些反应呢？
聆听音乐时，大脑会发生怎样的变化？
1999年，科学家就已经发现音乐可以唤起多种人类基本情绪，包括愉悦、害怕、愤怒、悲伤以及厌恶等。在后续的研究中，他们还发现听音乐可以引发惊讶、恶心等情绪。这些都证实了音乐和人们的情绪反应有着密切联系。拿流行音乐举例，早前就有一篇发表在European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging期刊上的研究对神曲“江南Style”进行了分析。
在这项研究中，研究者招募了2组受试者，让其中一组听流行音乐“江南Style”，另一组则听轻音乐A Comme Amour，而后通过功能性磁共振成像技术 (functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI) 和正电子发射型计算机断层显像技术 (Position Emission Tomography，PET)记录志愿者的脑部神经影像学变化。
研究结果显示：和听轻音乐组相比，听流行音乐组受试者的双侧颞上皮质、左小脑、左壳核和右丘脑皮质中出现了显著增加fMRI BOLD信号，左侧颞上回和左壳核的单胺受体可用性显著增加。这表明，流行音乐可以唤起更高的愉悦体验，同时听者也会有更强烈的情感反应。
▷聆听不同音乐时，大脑不同区域出现的变化并不相同。图片来源：Neurophysiological Effects of Trait Empathy in Music Listening
音乐改变大脑：是什么在起作用？
音乐也和人类的情感表达有着密切联系。一项发表在Frontiers in Behavioral Neuroscience期刊上的研究发现：我们在聆听音乐时的情感变化和大脑的前额区以及负责奖赏的区域有关。至于这背后的机制，就不得不提到一个熟悉的名词：多巴胺。
发表在Neuroscience Letters期刊上的研究显示：当听觉接受到音乐旋律时，试验大鼠大脑中和奖励机制相关的区域，包括尾状壳核和伏隔核中多巴胺 、5-羟色胺及其各自代谢物浓度都会发生变化，可以直接对大脑中的单胺活性产生影响。另一项研究也证实了这一点，研究者通过PET扫描成像发现：在聆听音乐的时候，情绪唤醒高峰时纹状体中的内源性多巴胺释放会增加。
为了进一步确认多巴胺和音乐体验中愉悦感存在因果关系，研究人员寻找到了27名健康参与者，在3个不同组别中，分别让每位参与者口服了多巴胺前体（左旋多巴：相当于增加多巴胺水平）、多巴胺拮抗剂（利培酮：相当于减少多巴胺水平）和安慰剂（乳糖），研究结果显示：
和安慰剂相比，服用多巴胺前体左旋多巴的参与者聆听音乐时的音乐体验和愉悦感更高，而服用利培酮的参与者不论是音乐体验还是相关的愉悦感都会降低——显然，多巴胺很大程度上影响了音乐给我们带来的感受。
▷多巴胺化学方程式。图片来源：Canva
另外，人类大脑之于音乐，还会产生一种有趣的现象。我们知道，人类对自己正在做或即将要做的事都会产生一种预判能力。同样地，我们的大脑也会对音乐的韵律或节拍产生预测：下一个音符是什么？跟着节拍和节奏，下一个高潮会在什么时候来临？研究显示：节拍感知会激活几个大脑区域，包括基底神经节和皮层的部分次级运动区域，因此聆听音乐时，音乐其实也调用了大脑的预测编码能力。当常规节拍中出现了与众不同的节奏，我们往往会感受到额外的快感（这在音乐中被称为“紧张拱”）。
另一种极致的音乐体验或许你也曾有所体会：当我们听到某些音乐时，不禁会感到头皮发麻、手脚震颤，这种情绪体验被称之为“音乐震颤”（Musical Frisson），研究认为这和大脑中包括杏仁核和海马体在内的区域出现相应的变化有关。
▷音乐影响情绪的基本原理（最底行），以及其在音乐知觉、句法加工、音乐意义、音乐内在的特征和社会功能类别之间的关系。图片来源：大脑与音乐
音乐疗法：如何抚平我们的精神创伤？
音乐唤醒大脑情绪的形式多样，而大脑中很多疾病都和情绪及认知相关。那么，音乐是否可以作为一种疗法治疗精神障碍类疾病呢？
1993 年，来自加利福尼亚大学的 Rauscher教授和 Shaw教授在Nature上发表了一封信函。他们在研究中发现：听莫扎特奏鸣曲可以提升认知分数，由此在科学论坛上引出了“莫扎特效应”，掀起了全民听莫扎特的热潮。后续的一些研究中发现，莫扎特的K.448 奏鸣曲似乎可以提升认知，同时对一些疾病患者产生治疗作用，包括改善昏迷和癫痫患者的病情：
• 2名癫痫持续状态的患者，在聆听K.448 奏鸣曲后，发作期的活动减少了50%；
• 在一项对73名儿童和成人癫痫患者为期1年的研究显示，聆听K.448 奏鸣曲可以降低发病情况，有36%的患者癫痫发病有所改善。
随后扩大研究发现：不仅仅是K.448 奏鸣曲，其他的音乐似乎也可以发挥类似的作用——每天聆听30~45分钟的音乐和癫痫发作症状改善有关，患者接触音乐的时间越长，获得的预期改善可能就越好。这表明，音乐或许可以作为一个干预疗法对精神障碍类疾病进行治疗。
近些年来，音乐疗法也逐渐成为一种非药物治疗的方式，在多种精神障碍类疾病治疗中发挥出治疗作用，包括自闭症、强迫症、痴呆症、阿尔茨海默症、抑郁症、创伤后应激障碍（Posttraumatic Stress Disorder，PTSD）等。
▷图片来源：追问媒体团队
当然，除了用于疾病治疗，广域来看，音乐可以改善大众焦虑、抑郁、情绪障碍和人际关系，帮助成年人解决相关的心理健康问题和非临床治疗需求等等……
时至今日，我们正在逐步揭开音乐对人类大脑影响的神秘面纱，音乐疗法也依然成为一种重要的精神障碍类疾病非药物治疗方式。然而，更多的追问接踵而至：
音乐疗法在多脑区的情绪反应中是否有新的神经调节机制？
音乐疗法是否在多数精神障碍类疾病中都可以发挥作用？
音乐也被认为可以调节大脑的可塑性，那么其是否可以提升儿童认识、延缓老人的认识衰退？
就让我们继续追问观察，寻找背后的答案。
作者：Aaron
责编：Yunke
排版：Yunshan
参考资料：
Chen Q, Zhang Y, Hou H, et al. Neural correlates of the popular music phenomenon: evidence from functional MRI and PET imaging. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2017 Jun;44(6):1033-1041. doi: 10.1007/s00259-017-3614-7. Epub 2017 Jan 12. PMID: 28083689.
Wallmark Z, Deblieck C, Iacoboni M. Neurophysiological Effects of Trait Empathy in Music Listening. Front Behav Neurosci. 2018 Apr 6;12:66. doi: 10.3389/fnbeh.2018.00066. PMID: 29681804; PMCID: PMC5897436.
Moraes MM, Rabelo PCR, Pinto VA, et al. Auditory stimulation by exposure to melodic music increases dopamine and serotonin activities in rat forebrain areas linked to reward and motor control. Neurosci Lett. 2018 Apr 23;673:73-78. doi: 10.1016/j.neulet.2018.02.058. Epub 2018 Feb 27. PMID: 29499311.
Ferreri L, Mas-Herrero E, Zatorre RJ, et al. Dopamine modulates the reward experiences elicited by music. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Feb 26;116(9):3793-3798. doi: 10.1073/pnas.1811878116. Epub 2019 Jan 22. PMID: 30670642; PMCID: PMC6397525.
Weigmann K. Feel the beat: Music exploits our brain's ability to predict and the dopamine-reward system to instill pleasure. EMBO Rep. 2017 Mar;18(3):359-362. doi: 10.15252/embr.201743904. Epub 2017 Jan 26. PMID: 28126726; PMCID: PMC5331194.
Salimpoor VN, Benovoy M, Larcher K, et al. Anatomically distinct dopamine release during anticipation and experience of peak emotion to music. Nat Neurosci. 2011 Feb;14(2):257-62. doi: 10.1038/nn.2726. Epub 2011 Jan 9. PMID: 21217764.
Hernando-Requejo V. Epilepsia, Mozart y su sonata K.448: es terapeutico el «efecto Mozart»? [Epilepsy, Mozart and his sonata K.448: is the «Mozart effect» therapeutic?]. Rev Neurol. 2018 May 1;66(9):308-314. Spanish. PMID: 29696618.
Lin LC, Lee WT, Wu HC, Tsai CL, et al. Mozart K.448 and epileptiform discharges: effect of ratio of lower to higher harmonics. Epilepsy Res 2010; 89: 238-45.
Maguire M. Music and its association with epileptic disorders. Prog Brain Res 2015; 217: 107-27.
Beck BD, Lund ST, Søgaard U, et al. Music therapy versus treatment as usual for refugees diagnosed with posttraumatic stress disorder (PTSD): study protocol for a randomized controlled trial. Trials. 2018 May 30;19(1):301. doi: 10.1186/s13063-018-2662-z. PMID: 29848343; PMCID: PMC5977477.
Giovagnoli AR, Manfredi V, Schifano L, et al. Combining drug and music therapy in patients with moderate Alzheimer's disease: a randomized study. Neurol Sci. 2018 Jun;39(6):1021-1028. doi: 10.1007/s10072-018-3316-3. Epub 2018 Mar 17. PMID: 29550981.
Dyer SM, Harrison SL, Laver K, et al. An overview of systematic reviews of pharmacological and non-pharmacological interventions for the treatment of behavioral and psychological symptoms of dementia. Int Psychogeriatr. 2018 Mar;30(3):295-309. doi: 10.1017/S1041610217002344. Epub 2017 Nov 16. PMID: 29143695.
Greenway KT, Garel N, Goyette N, et al. Adjunctive music improves the tolerability of intravenous ketamine for bipolar depression. Int Clin Psychopharmacol. 2021 Jul 1;36(4):218-220. doi: 10.1097/YIC.0000000000000363. PMID: 33902087.
Peck KJ, Girard TA, Russo FA, et al. Music and Memory in Alzheimer's Disease and The Potential Underlying Mechanisms. J Alzheimers Dis. 2016;51(4):949-59. doi: 10.3233/JAD-150998. PMID: 26967216.
Parr J. Autism. BMJ Clin Evid. 2010 Jan 7;2010:0322. PMID: 21729335; PMCID: PMC2907623.
Rossignol DA. Novel and emerging treatments for autism spectrum disorders: a systematic review. Ann Clin Psychiatry. 2009 Oct-Dec;21(4):213-36. PMID: 19917212.
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