语言与音乐活动的脑机制研究述评(2)
表达性失乐症是指失去了表达音乐的能力，如不能唱歌或弹奏乐器。Basso等发现一位指挥家由于左侧颞叶、顶叶和枕叶受损后不能进行作曲活动[10]；Botez等也发现一位患者的右侧额叶受损后失去了演奏乐器能力，说明音乐表达需要大脑双侧半球的支持[10]。此外，相关文献也表明右侧颞上回、中央区后部和脑岛后部受损会引起歌唱表达能力的丧失，与此同时音色、响度、音高等辨别能力也都受到损害[11]。这说明音乐表达需要更多脑区的参与加工，因为音乐表达不但需要较高的听觉反馈和控制活动，同时需要提取和回忆相关音乐信息以及调动情绪、想象等活动。
过去人们认为失语症和失乐症受损的脑区是彼此分开的，也就是说语言和音乐的脑加工机制不同，生理学家Sperry对割裂脑的研究表明，大脑左半球主要负责抽象思维，右半球主要负责形象思维和知觉思维，这与早期关于音乐知觉是右半球功能的观点一致。但是后来其他临床方面的证据表明语言和音乐也有着某些相同的加工区域，比如左侧额下回损伤既影响了言语表达能力，也无法对音高辨别进行加工。
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Sergent认为，语言和音乐加工区既广泛联系又相互独立，脑损伤后两者都可能有一方甚至双方受到影响[10]。Marin的临床病例研究中有12例出现了失乐症、19例出现了失语症、33例既有失乐症也有失语症[10]。可以认为，有的脑区负责多种成分的加工，例如对大脑左侧颞-顶区注射异戊巴比妥钠后患者不能够对物体予以命名，也无法识别音符和节奏[11]。Plate和Peretz发现进行了右侧颞叶手术患者的语言声调和音乐旋律测试分数都很低，且两者之间差异不显著[7]。而有的脑区损伤则会影响一定的认知功能，从而影响了语言和音乐加工。Luck等进行的词组实验研究发现左侧额下回负责语法加工[12]，杨凌云和翁旭初等在此基础上通过fMRI发现，在汉语双字所组成的真词和假词情况下，左侧额下回对前者的反应程度较后者高且需要较少的反应时，这与拼音文字组成的材料结果一致[13]。原因可能是：真词具有对应的语义联系而假词没有，被试借助语音将假词存储在短时记忆中，需要较多的资源对假词做出反应；左侧额下回的激活表现了一般决断过程的差异性，也表现了肯定与否定反应的不同[13]。此外，一种新异刺激的出现往往导致注意力的增加及控制的增多，左侧额下回的激活可能反映的是注意力的维持及更多的资源投入[13]。在音乐音高辨别任务中，被试需要提取相关经验对刺激予以辨别，对预期之外的音高刺激需要更多的注意力，故左侧额下回激活程度较高。所以左侧额下回很可能与信息存贮、行为选择或调控注意有关，这也是工作记忆的一种执行功能。
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3 语言和音乐的对比加工
语言的音高、节奏和句法结构对于区别词汇意义、不同的语调、辨别话语情绪色彩等具有重要作用，音乐音高、节奏和曲式结构对意义及情绪表现也有着很大影响。目前主要采用ERP和功能神经成像技术对两者的加工机制分别进行了对比性的研究。
3.1 ERP研究
N400是刺激呈现400ms后出现的负成分，它与词汇-语义加工有关，包括最初的单词语义表征和词汇后的语义整合。总体上来说，N400的变化可以反映刺激跟读者预期之间的关系，如语义不合适、语义类别错误、先前知识不一致以及无关词、非词、新词等诸多情况都可以导致N400波幅的增加[14]。任务形式的不同，N400的产生区域也不同，在视觉语义任务时N400较集中分布于右侧中央顶叶，而在听觉语义任务时则分布于整个头部。但是N400不受与语义无关违反(如句法违反或刺激形态变化)的影响，只和刺激所表示的语义有关，反映出它与语义加工的独特联系[15]。
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P600是与句法违反有关的、出现在关键词之后500～600ms的正成分，是一种晚期正成份，又称句法正漂移(Syntactic PositiveShift, SPS)，其头皮分布主要集中于中央顶区[16]。Osterhout和Nicol在研究中观察到独立的N400与P600，表明P600独立于语义信息，是语法加工的指标[16]。Gunter等的研究表明P600也与语义期望程度有关，在高期望程度句子中的句法违反条件下出现[17]。由此可以认为P600所反映的句法加工也受语义信息的影响。其他研究表明P600除与句法的违反有关之外，也与句子加工或词汇加工的完成有关[16]。
在音乐实验中，Zatorre等改变一段乐曲的某一音高，发现了右侧颞上回出现了N400[18]。Schon等进一步发现右侧颞中回及顶部出现了N400，且变化越明显则N400波幅也越大[19]。笔者认为，音高对乐段意义有着重要影响，能够启动相关的词汇意义，音高的改变能够改变乐段表达的语义信息，使得当前的相关启动词与原先意义不匹配。由于音乐以听觉语义任务为主，所以N400的分布较之视觉语义任务的词汇加工要广泛。
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在另一项音乐实验中，Besson和Faita发现改变和弦的某一音高会产生较大的晚期正波成分P600，而且潜伏期也较短，这一特点在音乐家身上更为明显[19]。其他研究发现音乐经验也会影响早期音乐加工水平。后来Besson和Faita发现排除音乐经验这一因素，在所有被试者中音高的变化都能引发P600，而且音高变化越明显，晚期正波成分越大且潜伏期越短[19]。这说明音高对音乐结构也具有重要影响。和声学认为人们对由音高组成的和弦结构非常敏感，结构不稳定的和弦与预期相反而引发P600[20,21]。进一步的源分析表明，负责加工音高的区域位于中央顶区，这与由句法违反引发的P600发生区域(中央顶区)相一致[3]。。
可以发现，音高变化都能诱发N400和P600。需要注意的是，Zatorre只单独改变了乐曲中的某一音高。笔者推断，可能这种变化改变了乐段前后意义的联系性，诱发的N400类似于语言加工的语义不合适或类别错误；和弦结构中某一音高变化，将原本结构规则的和弦变为结构不规则的和弦，类似于句法结构违反。
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语言和音乐表现都有快慢之别，是人们内心体验的一种律动感，两者具有一定的相似之处。早期研究者认为节奏就是语言和音乐成分按照彼此之间的时间关系所形成的连续性整体。在语言研究中，Brecker等分别以6s和12s向被试呈现口述的句子“Now you see it, now you don’t”，发现在6s和12s情况下顶叶都出现了P300，且在6s情况下诱发的P300幅度较之12s情况下的要大[22]。相关研究表明，P300的波幅与所投入的心理资源量成正相关[23]。Donchin认为P300反映对刺激物的评价或分类所需要的时间，其波幅反映了工作记忆表征的更新[24]。那么，被试在较短时间内(6s)需要投入较多资源加工句子内容，诱发的P300波幅要大于较长时间(12s)所诱发的波幅。有关P300起源问题仍在探索中，目前倾向于顶叶深部边缘系统海马结构[24]。
Martin认为音乐节奏体现着更深的内在结构，而且受过音乐训练者会通过相关经验使得节奏加工具有较高层次的编码[25]。Marijtje通过ERP研究发现，没有接受过音乐训练的被试者在听节奏时P300波幅较之接受过音乐训练者而言较大，这说明需要根据以往生活经验、调动一些心理资源对节奏予以加工；当听到每小节三拍子的节奏时，P300波幅要大于每小节两拍子的节奏，这可能是三拍子较之二拍子复杂，需要调动更多资源进行加工[25]。Drake等认为长期的音乐训练使音乐学习者只需较少的加工资源来辨别和区分不同节奏之间的差异[26]，Russeler等也认为长期训练使得大脑神经组织能更加敏感地分辨节奏的种类和变化[27]。Marijtje进一步研究发现，顶叶与P300具有明显相关，这与语言节奏加工研究一致[24]。随着节奏加工复杂度的增加，P300也与额叶具有相关。Tillmann等通过fMRI证实了额下回对节奏进行着辅助性加工[28]。这可能是额叶具有对复杂认知活动的监控、调节和任务计划等执行控制的功能[29]。此外Marijtje还发现在音乐训练被试者中，年龄越大，节奏加工的潜伏期越长，但在同年龄的被试中没有差异[25]，说明年龄因素对音乐加工能力也具有一定影响。年龄因素对语言节奏影响的相关研究还不多，有待于进一步研究。, http://www.100md.com(侯建成 刘 昌)
过去人们认为失语症和失乐症受损的脑区是彼此分开的，也就是说语言和音乐的脑加工机制不同，生理学家Sperry对割裂脑的研究表明，大脑左半球主要负责抽象思维，右半球主要负责形象思维和知觉思维，这与早期关于音乐知觉是右半球功能的观点一致。但是后来其他临床方面的证据表明语言和音乐也有着某些相同的加工区域，比如左侧额下回损伤既影响了言语表达能力，也无法对音高辨别进行加工。
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Sergent认为，语言和音乐加工区既广泛联系又相互独立，脑损伤后两者都可能有一方甚至双方受到影响[10]。Marin的临床病例研究中有12例出现了失乐症、19例出现了失语症、33例既有失乐症也有失语症[10]。可以认为，有的脑区负责多种成分的加工，例如对大脑左侧颞-顶区注射异戊巴比妥钠后患者不能够对物体予以命名，也无法识别音符和节奏[11]。Plate和Peretz发现进行了右侧颞叶手术患者的语言声调和音乐旋律测试分数都很低，且两者之间差异不显著[7]。而有的脑区损伤则会影响一定的认知功能，从而影响了语言和音乐加工。Luck等进行的词组实验研究发现左侧额下回负责语法加工[12]，杨凌云和翁旭初等在此基础上通过fMRI发现，在汉语双字所组成的真词和假词情况下，左侧额下回对前者的反应程度较后者高且需要较少的反应时，这与拼音文字组成的材料结果一致[13]。原因可能是：真词具有对应的语义联系而假词没有，被试借助语音将假词存储在短时记忆中，需要较多的资源对假词做出反应；左侧额下回的激活表现了一般决断过程的差异性，也表现了肯定与否定反应的不同[13]。此外，一种新异刺激的出现往往导致注意力的增加及控制的增多，左侧额下回的激活可能反映的是注意力的维持及更多的资源投入[13]。在音乐音高辨别任务中，被试需要提取相关经验对刺激予以辨别，对预期之外的音高刺激需要更多的注意力，故左侧额下回激活程度较高。所以左侧额下回很可能与信息存贮、行为选择或调控注意有关，这也是工作记忆的一种执行功能。
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3 语言和音乐的对比加工
语言的音高、节奏和句法结构对于区别词汇意义、不同的语调、辨别话语情绪色彩等具有重要作用，音乐音高、节奏和曲式结构对意义及情绪表现也有着很大影响。目前主要采用ERP和功能神经成像技术对两者的加工机制分别进行了对比性的研究。
3.1 ERP研究
N400是刺激呈现400ms后出现的负成分，它与词汇-语义加工有关，包括最初的单词语义表征和词汇后的语义整合。总体上来说，N400的变化可以反映刺激跟读者预期之间的关系，如语义不合适、语义类别错误、先前知识不一致以及无关词、非词、新词等诸多情况都可以导致N400波幅的增加[14]。任务形式的不同，N400的产生区域也不同，在视觉语义任务时N400较集中分布于右侧中央顶叶，而在听觉语义任务时则分布于整个头部。但是N400不受与语义无关违反(如句法违反或刺激形态变化)的影响，只和刺激所表示的语义有关，反映出它与语义加工的独特联系[15]。
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P600是与句法违反有关的、出现在关键词之后500～600ms的正成分，是一种晚期正成份，又称句法正漂移(Syntactic PositiveShift, SPS)，其头皮分布主要集中于中央顶区[16]。Osterhout和Nicol在研究中观察到独立的N400与P600，表明P600独立于语义信息，是语法加工的指标[16]。Gunter等的研究表明P600也与语义期望程度有关，在高期望程度句子中的句法违反条件下出现[17]。由此可以认为P600所反映的句法加工也受语义信息的影响。其他研究表明P600除与句法的违反有关之外，也与句子加工或词汇加工的完成有关[16]。
在音乐实验中，Zatorre等改变一段乐曲的某一音高，发现了右侧颞上回出现了N400[18]。Schon等进一步发现右侧颞中回及顶部出现了N400，且变化越明显则N400波幅也越大[19]。笔者认为，音高对乐段意义有着重要影响，能够启动相关的词汇意义，音高的改变能够改变乐段表达的语义信息，使得当前的相关启动词与原先意义不匹配。由于音乐以听觉语义任务为主，所以N400的分布较之视觉语义任务的词汇加工要广泛。
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在另一项音乐实验中，Besson和Faita发现改变和弦的某一音高会产生较大的晚期正波成分P600，而且潜伏期也较短，这一特点在音乐家身上更为明显[19]。其他研究发现音乐经验也会影响早期音乐加工水平。后来Besson和Faita发现排除音乐经验这一因素，在所有被试者中音高的变化都能引发P600，而且音高变化越明显，晚期正波成分越大且潜伏期越短[19]。这说明音高对音乐结构也具有重要影响。和声学认为人们对由音高组成的和弦结构非常敏感，结构不稳定的和弦与预期相反而引发P600[20,21]。进一步的源分析表明，负责加工音高的区域位于中央顶区，这与由句法违反引发的P600发生区域(中央顶区)相一致[3]。。
可以发现，音高变化都能诱发N400和P600。需要注意的是，Zatorre只单独改变了乐曲中的某一音高。笔者推断，可能这种变化改变了乐段前后意义的联系性，诱发的N400类似于语言加工的语义不合适或类别错误；和弦结构中某一音高变化，将原本结构规则的和弦变为结构不规则的和弦，类似于句法结构违反。
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语言和音乐表现都有快慢之别，是人们内心体验的一种律动感，两者具有一定的相似之处。早期研究者认为节奏就是语言和音乐成分按照彼此之间的时间关系所形成的连续性整体。在语言研究中，Brecker等分别以6s和12s向被试呈现口述的句子“Now you see it, now you don’t”，发现在6s和12s情况下顶叶都出现了P300，且在6s情况下诱发的P300幅度较之12s情况下的要大[22]。相关研究表明，P300的波幅与所投入的心理资源量成正相关[23]。Donchin认为P300反映对刺激物的评价或分类所需要的时间，其波幅反映了工作记忆表征的更新[24]。那么，被试在较短时间内(6s)需要投入较多资源加工句子内容，诱发的P300波幅要大于较长时间(12s)所诱发的波幅。有关P300起源问题仍在探索中，目前倾向于顶叶深部边缘系统海马结构[24]。
Martin认为音乐节奏体现着更深的内在结构，而且受过音乐训练者会通过相关经验使得节奏加工具有较高层次的编码[25]。Marijtje通过ERP研究发现，没有接受过音乐训练的被试者在听节奏时P300波幅较之接受过音乐训练者而言较大，这说明需要根据以往生活经验、调动一些心理资源对节奏予以加工；当听到每小节三拍子的节奏时，P300波幅要大于每小节两拍子的节奏，这可能是三拍子较之二拍子复杂，需要调动更多资源进行加工[25]。Drake等认为长期的音乐训练使音乐学习者只需较少的加工资源来辨别和区分不同节奏之间的差异[26]，Russeler等也认为长期训练使得大脑神经组织能更加敏感地分辨节奏的种类和变化[27]。Marijtje进一步研究发现，顶叶与P300具有明显相关，这与语言节奏加工研究一致[24]。随着节奏加工复杂度的增加，P300也与额叶具有相关。Tillmann等通过fMRI证实了额下回对节奏进行着辅助性加工[28]。这可能是额叶具有对复杂认知活动的监控、调节和任务计划等执行控制的功能[29]。此外Marijtje还发现在音乐训练被试者中，年龄越大，节奏加工的潜伏期越长，但在同年龄的被试中没有差异[25]，说明年龄因素对音乐加工能力也具有一定影响。年龄因素对语言节奏影响的相关研究还不多，有待于进一步研究。, http://www.100md.com(侯建成 刘 昌)