@ 2022.02.27 , 14:17

发现了只对人类歌声起反应的神经元组

所有人类社会都存在音乐的概念。虽然其他生物也表现出音乐行为(想想鸟儿的歌声、座头鲸的叫声或倭黑猩猩的叫声),但我们的音乐认知力在动物王国中似乎是不同的。

一项新的研究让我们对大脑认知音乐的方式有了更深入的了解,发现与语音或器乐相比,唱歌具有明显的神经活动特征。

然而,观察大脑并非易事。

为了准确了解声音进入大脑中发生的情况,研究人员使用了一种被称为皮层脑电图 (ECoG) 的技术,将电极放置在颅骨内以记录大脑的电活动。

从 ECoG 收集的数据类型比其他测量大脑活动的技术要精确得多,因为电极直接放置在大脑上,它们测量的是电活动而不是大脑中血液流动的位置,后者是神经元活动的表现指标(用功能性磁共振成像或 fMRI 可以做到这一点)。

显然,将电极直接应用于大脑是一种侵入性操作,因此研究人员从已经接受手术治疗癫痫发作的癫痫患者那里收集了数年的数据。

电极通常放置在癫痫患者的头皮内,以在手术前数天监测他们的神经活动。在此期间,如果患者同意,他们可以参加研究,记录他们在执行某些任务时的大脑活动。

在这种情况下,任务涉及聆听 165 种常见的声音,从手机的振动到倾倒液体的声音,再到说话打字。包括混合声音中的是有配乐歌声和清唱。

令人着迷的是,研究人员发现了一个独特的神经元群,它们对歌唱有特异性反应,这处神经元群不同于更普遍的器乐和语音的神经表征。

“我们的关键新发现是,其中一种成分几乎只对歌唱作出反应。这一发现表明,人脑包含一个特定于分析歌曲的神经群体。”作者补充道。“这些发现表明,音乐由多个不同的神经群体代表,对音乐的不同方面有选择性,其中至少有一组对歌唱有特别的反应。”

在论文中,研究人员推测,歌唱的特征使其成为需要其自身神经动力学特征的独特类别。

“歌唱与语音的区别在于其旋律音调轮廓和节奏性,而与器乐的区别在于人声共振和其他语音特定结构。因此,一个自然的假设是,歌曲选择性神经群体非线性地整合了将歌唱与语音区分开来的多个特征和音乐,例如旋律语调和人声共鸣,”作者建议道。

研究人员将他们的 ECoG 数据与之前使用相同方法的研究的 fMRI 数据相结合,让研究人员更好地了解神经活动的位置。

“这种将 ECoG 和 fMRI 相结合的方法是一项重大的方法学进步。”该研究的合著者、麻省理工学院认知神经科学家 Josh McDermott 说。

这项研究让神经科学家更好地了解我们的大脑如何代表音乐的细微差别。尽管诸如音乐和歌曲对神经系统的选择性如何在我们的进化过程中出现等问题仍然存在,但结合 ECoG 和 fMRI 数据的新技术可以帮助未来的研究回答这些问题。

这项研究已发表在《当代生物学》上。

https://www.sciencealert.com/neuroscientists-find-part-of-the-brain-that-responds-specifically-to-singing


支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

赞一个 (2)