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人類真有“音樂細胞”,科學家首次發現歌唱神經元,唱歌就有反應

在平時,不會唱歌和演奏樂器的人通常會被稱作沒有“音樂細胞”,這當然都是作為玩笑話來說的!然而近日有科學家稱首次發現了人類的“音樂細胞”。

人類真有“音樂細胞”,科學家首次發現歌唱神經元,唱歌就有反應

今年的2月22日,《當代生物學》刊登了一篇論文,文章中稱首次發現了人類有隻對歌唱有反應的神經元,會随着歌唱變得活躍!論文發表者是來自美國麻省理工學院的一個研究團隊,這項研究讓我們更深入地了解了大腦與音樂之間的關系。

人類真有“音樂細胞”,科學家首次發現歌唱神經元,唱歌就有反應
人類真有“音樂細胞”,科學家首次發現歌唱神經元,唱歌就有反應

尋找技能專精的神經元,一直是神經科學研究者們熱衷的課題,而今年2月14日,一個來自德國圖賓根大學和波昂大學的聯合研究團隊就在《當代生物學》雜志上發表論文宣稱發現了人類大腦中有專司計算的“數學神經元”,代表着科學家們找到了“數學細胞”,如今又有科學家們找到了人腦中的“音樂細胞”,這是神經科學方面的又一重大發現。

人類真有“音樂細胞”,科學家首次發現歌唱神經元,唱歌就有反應

我們都知道,聲音是我們與外界互動的一個主要途徑,每天我們都會聽到許許多多不同的聲音,有說話聲、音樂聲、動物鳴叫聲,還有雜亂無章的噪聲等,科學家們雖然早就發現了大腦中可對聲音進行廣泛感覺的區域,但如何區分不同的聲音,或者說不同聲音在人腦中的細化區域在哪裡?神經元又是如何與這些聲音互動的等等問題,還都沒有答案。2015年時,美國曾有科學家發現鳥類學習歌唱的神經系列。不過此次美國麻省理工的研究團隊宣稱已經找到了與人的歌唱相關的大腦神經元,并且解開了其與歌唱互動的機理。

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這是人類首次發現隻對歌唱有反應的神經元!為了找到它們,研究者使用了一種稱為皮質電圖(ECoG)的技術,因為從ECoG收集的資料類型比其他測量大腦活動的技術更精确,這需要将極小的電極放置在腦部以記錄大腦的電脈沖,進而功能性磁共振成像或fMRI技術可以直接觀察到神經元的活動,再将ECoG資料與先前使用相同方法的研究的fMRI資料相結合,就可以确定神經活動的位置。

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完成這項實驗需要一些特殊人群,研究者們尋找了已經接受手術治療癫痫發作的多位癫痫患者,将電極半導體放置在他們頭皮之内監測其神經活動,實驗中讓他們聆聽165種常見聲音,比如說話聲、倒水聲、打字聲、手機振動聲,唱歌聲、樂器演奏聲等,在以這些聲音進行實驗時,研究者們發現了一個獨特的神經元群體,位于在大腦颞葉頂部,它們幾乎隻對人的歌唱有特異性反應,能随着歌聲“起舞”,其反應與演奏樂器和說話聲音的神經表征不同。

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實驗主導者,也是論文第一作者名叫諾曼·海涅爾稱這個神經元細胞群體“幾乎完全是通過唱歌來回應音樂,表明人腦包含一個特定用于歌曲分析的神經元件,”海涅爾大學畢業于耶魯大學,博士就讀于麻省理工學院,現在哥倫比亞大學紮克曼大腦研究所就職,是生命生理學的專家,履曆相當豐富,是神經科學和認知科學方面的專家。他還認為這一發現表明人腦對音樂的感覺是由多個不同的神經群體代表的,比如打擊樂、管弦樂、歌唱等都有不同的神經細胞群體負責,說明人腦對音樂的不同方面有選擇性,目前我們隻是發現有一個對歌唱有特别反應的群體。"

人類真有“音樂細胞”,科學家首次發現歌唱神經元,唱歌就有反應

為什麼唱歌的音樂細胞與其他的音樂或說話聲音的神經元細胞不一緻呢?專家認為這是因為“歌唱通過其旋律語調和節奏性可與言語區分開來,并且通過人聲共鳴和其他聲音特定結構與器樂區分開來,負責歌唱的選擇性神經元細胞非線性地整合了将歌唱與語音和音樂區分開來的多個特征,形成了單獨對歌唱有反應的神經元件。”

人類真有“音樂細胞”,科學家首次發現歌唱神經元,唱歌就有反應

那麼會不會唱歌是不是先天性的呢?是不是歌唱神經元發達的人就擅長唱歌,相對較弱的人就唱不好呢?其實作用并沒有那麼大,雖然科學家們還不知道歌唱神經元是怎樣形成的?但推論認為隻要加強後天的練習,不擅唱歌的人也能練好的,是以歌唱神經元這種音樂細胞對學習唱歌的人影響不會很大。

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美國麻省理工學院認知神經科學家喬希·麥克德莫特認為這項研究讓神經科學家更好地了解人類大腦如何區分音樂的細微差别,對神經學、生理學和醫學等方面的研究發展都有着重大意義。

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參考資料:

《環球網》2月26日文章《科學家首次發現“音樂細胞”——人類大腦中有隻對唱歌有反應的神經元細胞》

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