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用无伴奏合唱来解释语言和音乐的专门化

用无伴奏合唱来解释语言和音乐的专门化

语言和音乐是两种基本的人类活动,它们被解码在不同的大脑半球中。一项新的研究使用了一种独特的方法来揭示为什么这种专业化存在。

麦吉尔大学(McGill University)神经(蒙特利尔神经学院-医院)的研究人员制作了100张无伴奏合唱唱片,每张唱片上都有一位女高音歌唱家在唱一个句子。然后,他们将录音从两个基本的听觉维度进行扭曲:光谱和时间动态,并让49名参与者分辨每首歌的歌词或旋律。实验在两组说英语和法语的人身上进行,以增强再现性和推广能力。实验过程如下:https://www.zlab.mcgill.ca/spectro_temporal_modulations/

他们发现,对于两种语言,当时间信息被扭曲时,参与者很难分辨出语音内容,但却分辨不出旋律。相反,当光谱信息被扭曲时,他们很难分辨出旋律,却分辨不出语音。这表明,语音和旋律取决于不同的声学特征。

为了测试大脑对这些不同声音特征的反应,研究人员对参与者进行了功能性磁共振成像(fMRI)扫描,同时让他们分辨这些声音。研究人员发现,语言处理发生在左侧听觉皮层,而旋律处理发生在右侧听觉皮层。

一项新的研究使用了一种独特的方法来揭示为什么音乐和语言是在不同的大脑半球中被解码的。资料来源:安东尼Revoy,肖恩海沃德

音乐和语言利用了光谱-时间连续体的不同末端

接下来,他们开始测试每个声学维度的退化如何影响大脑活动。他们发现,光谱维度的退化只影响右侧听觉皮层的活动,而且只影响旋律感知,而时间维度的退化只影响左侧听觉皮层,而且只影响语音感知。这表明,在每个半球的差异反应取决于刺激声信息的类型。

先前在动物身上的研究发现,听觉皮层中的神经元对特定的光谱和时间能量组合做出反应,并对与动物自然环境相关的声音(如交流声音)高度敏感。对人类来说,语言和音乐都是重要的交流手段。这项研究表明,音乐和语言利用了光谱-时间连续体的不同末端,而大脑半球的特化可能是神经系统优化这两种交流方式处理的方式。

解决大脑半球分工的奥秘

该研究的第一作者菲利普·阿尔布伊(Philippe Albouy)说:“几十年来,人们都知道两个半球对语言和音乐的反应不同,但这种差异的生理基础仍然是个谜。”“在这里,我们证明了大脑半球的特化与与语言和音乐相关的基本声学特征有关,从而将这一发现与神经组织的基本知识联系起来。”

研究结果发表在2020年2月28日的《科学》杂志上。

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