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用无伴奏合唱来解释语音和音乐专业化

2020-02-28 11:10:41 • 来源：

语音和音乐是两种基本的人类活动，在不同的大脑半球中被解码。一项新的研究使用一种独特的方法来揭示为什么存在这种专业化。

麦吉尔大学神经(蒙特利尔神经科学学院医院)的研究人员制作了100首无伴奏唱片，每首女高音都在唱一个句子。然后，他们沿两个基本听觉维度扭曲了录音：频谱和时间动态，让49位参与者区分了每首歌的单词或旋律。实验以两组英语和法语进行，以提高可重复性和通用性。此处演示了该实验。

他们发现，对于这两种语言，当时间信息失真时，参与者很难区分语音内容，而不能区分旋律。相反，当频谱信息失真时，他们很难分辨旋律，而无法分辨语音。这表明语音和旋律取决于不同的声学特征。

为了测试大脑如何响应这些不同的声音特征，然后在参与者区分声音的同时，通过功能磁共振成像(fMRI)对参与者进行扫描。研究人员发现语音处理发生在左听皮层，而旋律处理发生在右听皮层。

音乐和语音利用了光谱时间连续体的不同末端

接下来，他们着手测试每个声学维度的退化将如何影响大脑活动。他们发现，频谱尺寸的下降仅影响右侧听觉皮层的活动，仅在旋律感知期间，而时间维度的下降仅影响左侧听觉皮层，仅在语音感知期间。这表明，每个半球的差分响应取决于刺激中的声学信息的类型。

先前在动物中的研究发现，听觉皮层中的神经元会对频谱能量和时间能量的特定组合做出反应，并被高度调音为与动物在自然环境中相关的声音，例如交流声音。对于人类而言，语音和音乐都是重要的交流手段。这项研究表明，音乐和语音利用了频谱时空连续体的不同末端，并且半球专业化可能是神经系统优化这两种通信方法处理的方式。

解决半球专业化的奥秘

该研究的第一作者菲利普·阿尔布说：“几十年来，人们认识到两个半球对语音和音乐的反应不同，但这种差异的生理基础仍然是个谜。” “在这里，我们证明了这种半球专长与与语音和音乐相关的基本声学特征有关，因此将这一发现与神经组织的基础知识联系在一起。”

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