音樂對情緒影響的腦電機制初探

王靜梅，錢 靚，盧英俊

（浙江師范大學杭州幼兒師范學院發(fā)展認知神經科學實驗室，浙江杭州 310012）

音樂是人類通過特定的音響結構來實現思想感情的表達與交流的一種重要形式，它通過刻畫典型環(huán)境中的典型情感和意境來言志抒情[1]。因此，自20世紀90年代以來，相關領域的研究者便利用科學的方法來探知音樂對人類情緒的影響。神經科學發(fā)現，音樂是一種可用來研究情緒的有效工具[2]。與此同時，腦電信號是人腦神經元活動的綜合表現，利用腦電使得各類研究更具說服力。音樂對情緒影響的腦電機制研究就是以音樂為刺激誘發(fā)情緒，將獲得的腦電數據作為分析手段而進行的科學研究。

1 音樂、情緒與腦電的概述

1.1 音樂

從物理學和生理學角度來說，音樂是有規(guī)律的機械波，是一種存在于時間里、由物理結構（空氣分子的振動）形成的一種現實存在，是一種具有一定頻率、節(jié)奏和強度的聲波振動。由于音樂是通過聽覺直接作用于腦神經（腦神經是特指腦內13對傳導神經）的，因此，它能激起一系列心理反射，這種有序的活動將有助于腦功能的不斷強化，以培養(yǎng)各種良好的心理素質[3]。

1.2 情緒

情緒是一種由客觀事物與人需要相互作用而產生的包含體驗、生理和表情的整合性心理過程[4]。情緒是主觀的，總是同個人的需要和動機有著密切的關系，如人的某種需要得到滿足或目的沒有達到時，他將會產生愉快或者難過等感受。因此，情緒是客觀事物是否符合個體的需要所產生的態(tài)度體驗，是人腦對客觀事物與人的需要之間關系的反映。

1.3 腦電

大腦皮層的神經元具有自發(fā)生物電活動，這種活動在頭皮被記錄下來稱為腦電圖，即EEG[5]。目前，國際上將腦波按其頻率分為：δ波 （0.5～3 Hz）、θ 波 （4～7 Hz）、α 波 （8～13 Hz）、β 波 （14～30 Hz）、γ 波 （35 Hz以上），δ和 θ 波稱為慢波，β和γ波稱為快波。不同腦電波對應著不同的生理和心理狀態(tài)。

δ波是正常人腦較少記錄到的高幅低頻慢波，多見于深睡眠狀態(tài)，腦皮層神經元處于放松狀態(tài)，不參與信息處理的過程。

θ波是當平靜放松并開始困倦時出現的，是向睡眠狀態(tài)轉化期間出現的中低幅慢波，較常在海馬處記錄到，與記憶過程有關。

α波是一種低幅同步波，是在正常安靜狀態(tài)、清醒閉目時記錄到的主要波形，一般認為α波與放松狀態(tài)和大腦的準備活動有關，是大腦皮質處于清醒安靜狀態(tài)時腦電活動的主要表現。

β波是高頻低幅的不同步快波，一般大腦思考問題或進行智力活動時α波會轉化為β波，它反映的是人腦的警覺狀態(tài)，是大腦皮質興奮的表現[6]。

腦波的頻率會隨著年齡的不同而發(fā)生變化，如3歲以下幼兒以δ波為主，3～6歲幼兒以θ波為主。隨著年齡增長，α波逐漸增多，到成年人時以α波為主。正常成年人在清醒、安靜、閉眼時，腦波的基本節(jié)律是以枕部的α波為主，其他部位則是以α波間有少量慢波為主。

2 音樂對情緒的影響

心理學研究表明，人的情緒復雜而不易自我控制，但人們可以借助多種活動來緩解和調節(jié)，而音樂的作用最為獨特。它通過人聲或樂器發(fā)出的旋律、節(jié)奏音響直接刺激人的聽覺，讓人們自覺或不自覺地接受音樂所要表現的思想感情或某種情緒的強烈感染。

音樂對人情緒的作用主要表現在：音樂可使人在心理和生理上形成獨有的認知和情感體驗。當人們在進行音樂實踐活動時，會被音樂的外在構成與內在情感所吸引，并隨即產生出特有的、異樣的、積極而豐富的情緒體驗[7]。音樂可以誘發(fā)許多種不同的情緒，對于大多數人來說，聽音樂的主要動機即情緒誘發(fā)，而誘發(fā)出來的情緒在被試之間有很高的一致性；另一方面，音樂不僅可以誘發(fā)不愉快的情緒，而且還可以誘發(fā)愉快的情緒[8]。

然而，音樂的類型和曲風不同，對人的情緒的影響也是不同的。曾有一項研究以同曲不同風的音樂（《陽關三疊》的箏曲和塤曲）作為情緒刺激源，成功誘發(fā)了被試的兩種完全不同的情緒，即悲傷和愉快，并且無性別差異。

然而，音樂對人的這種身體和心理的變化是能夠借由腦電圖進行深入式展現的，下面將作一介紹：

3 音樂影響情緒的腦電研究

3.1 音樂加工是大腦的一種活動

德國萊比錫人類認知與腦科學研究中心的研究指出，音樂活動的豐富性決定了音樂是研究腦功能最理想的工具。Schmidt和Kansok利用磁共振成像和腦磁圖、腦電圖、事件相關電位觀測了大小調中的完全終止和弦和不完全終止和弦的腦反應差異。腦電圖記錄顯示不協(xié)和和弦刺激后，右前部出現負電位事件相關電位（ERAN）。同時發(fā)現，這種事件相關電位還出現在兒童和非音樂家的腦電圖上，表明音樂加工是人腦的一種基本能力。

3.2 聽音樂時的腦電變化

Altenmüller等[9]用皮層直流腦電圖研究發(fā)現，在聽音樂時雙側的額顳區(qū)被廣泛地激活。Iwaki等[10]研究發(fā)現，在聽音樂時，腦電的變化主要集中在額區(qū)。有學者研究表明，在音樂狀態(tài)下，腦電能量在α段呈明顯減少趨勢，在θ段呈增加趨勢，而且其變化主要集中在前額顳區(qū)和中央區(qū)。國外學者也得出了類似的結果，他們發(fā)現，與不愉快的音樂相比，愉快的音樂能使額中區(qū)出現更多的θ波。Fried[11]在研究中也指出，音樂可以使得低代謝的、與覺醒相反的狀態(tài)有所加強，即α波增多。

3.3 不同情緒狀態(tài)下的腦活動差異

Cole和Ray在1985年及Stenberg在1992年的研究中都證實了在不同的β段上，快樂和悲傷所引起的在顳葉或右顳葉上的活動是很不穩(wěn)定的，而且低頻率的β活動與情緒加工有關。Clarke和Triolo在1996年的研究中發(fā)現，與悲傷情緒相比，在額區(qū)上，快樂所激活的 β19（19.50～25.45 Hz）的活動更強烈，而在高β段上，快樂比悲傷更能激活額區(qū)、中央區(qū)和枕區(qū)的活動。在這兩種情緒中，β40（37.4～41.7 Hz）在右中央區(qū)和頂區(qū)也被顯著地激活。同時另有研究發(fā)現積極、消極、中性情緒狀態(tài)與大腦不同的神經活動有關，積極情緒通常與左后腦的腦電活動有關。

國內學者以音樂為刺激對情緒感知與腦電α功率之間的聯系進行研究，得出結論：①在額區(qū)的正、負極性情緒中，強度強的情緒所對應的α功率相對小于強度弱的情緒；②腦電α功率與情緒極性有關，且受情緒強度的調制。

3.4 不同類型的音樂影響情緒時的腦電差異

腦科學研究表明，不同類型的音樂對人的情緒影響是有差異的。Blood和Zatorre在1999年用正電子發(fā)射斷層掃描（PET）探測情感加工的相關神經區(qū)域。他們檢測出不協(xié)和音能激活腦邊緣系統(tǒng)，并引發(fā)不愉快的情緒反應；反之，協(xié)和音聯系著大腦愉快區(qū)域，被試報告了音樂的正效應。他們在實驗結論中強調了協(xié)和音只能激發(fā)額葉的神經回路；而Schmidt在2005年使用PET和fMRI技術探測了在兩種正負情緒效應（愉悅或不愉悅）音樂的加工過程中腦邊緣系統(tǒng)和旁邊緣系統(tǒng)的活動。他發(fā)現規(guī)則的和聲音樂能引發(fā)腦電活動的改變，激活杏仁核，而這便是大腦掌管情緒加工的區(qū)域。他在研究中指出，已有大量研究證明了特定音樂引發(fā)情緒體驗時激活了邊緣系統(tǒng)和旁邊緣構造，但旁邊緣構造各自的功能尚不清楚。

綜上所述，音樂影響情緒的腦電研究已有了初步的成果，但是該領域仍需要更進一步的系統(tǒng)研究。

4 音樂對特殊兒童的治療作用

音樂治療是一種用特定的音樂信號和它所轉換成的其他能量作用于人體，達到治療疾病、保健的方法，是一種“愉快的自然療法”。治療中所用的音樂可以對神經中樞的廣泛區(qū)域產生影響，使中樞各功能區(qū)間以及中樞與外周各器官之間的活動協(xié)調一致。對于非先天的特殊兒童，音樂治療可以使其混亂的心理過程恢復到原來的有序狀態(tài)；而對于先天障礙者同樣有著啟動、構建其中樞心理生理有序化，或矯治其混亂無序過程的作用[12]。目前，音樂治療正廣泛應用于對特殊兒童的治療中。

有研究表明，自閉癥、多動癥、語言發(fā)育遲緩等特殊兒童時常會表現出一定的情緒和行為問題[13]。我國學者金野等[13]利用可視音樂治療系統(tǒng)先后以自閉癥兒童、多動癥兒童、唐氏綜合征兒童、低視力兒童為研究對象進行實驗，結果發(fā)現，該方法對多種特殊兒童的情緒與行為問題都能起到緩解作用，并使其癥狀向著良性的方向發(fā)展。

Standley研究也表明，音樂運用于情緒障礙、行為障礙、多動癥等多種特殊兒童的教育和治療中，可以有效增強期望行為的頻度，減低非期望行為的頻度，且前者較后者更為明顯。Scott在一次對多動癥兒童的研究中發(fā)現，課堂中引入背景音樂能夠鎮(zhèn)定他們的情緒，其中輕音樂對“多動癥”學生的作用很大。他在四種不同的條件下對多動癥兒童進行數學測試，發(fā)現有背景音樂引入教室的學生們顯得安靜并更富有創(chuàng)造力。Savan在一些時常發(fā)怒或有干擾行為的需要特殊教育的兒童中播放莫扎特音樂，也發(fā)現兒童行為的變化很大，逐漸變得心平氣和，易于合作。張潛翻譯了國外學者的研究，對9～10歲的10名具有頻繁干擾行為的幼兒進行音樂特殊教育，發(fā)現在音樂背景下，這些幼兒的干擾行為有了明顯的減少，而且他們中大部分的成績也有了提高，其中有一組情感障礙和行為障礙的學生在做數學題時，不守紀律行為的出現頻率也明顯下降。

總之，我們生活在一個受多元文化影響的時代，我們對特殊兒童的教育也應該是多元的。除了正規(guī)的學校教育、特殊機構教育外，我們也可以利用音樂對其作輔助教育，對其進行思想和行為的矯正，為其生活質量的提升作出更大的貢獻。

5 展望

音樂存在于世界的各個角落，已成為人們生活中必不可少的元素之一。音樂優(yōu)美的聲波可以提高人的注意力，使人不易疲勞；同時音樂聲波傳遞的能量能刺激中樞神經，對大腦起到“理療”作用；聆聽音樂可以促進大腦中腦啡肽的分泌和釋放，而這也是支撐人的記憶和思考能力的關鍵特質等[14]?？傊魳穼θ说那榫w的影響是多方面多角度的，而其形式也是多種多樣的。發(fā)展認知神經科學認為，人類情緒的產生源于對各種內外部刺激的直覺加工，但目前情緒誘發(fā)的整個過程的具體腦機制尚不清楚。用音樂來誘發(fā)情緒就為這個問題的解答提供了獨特的視角。

綜上所述，目前關于音樂對情緒影響的腦電機制方面的研究還較少且不深入，其中某些問題如音樂引發(fā)的情緒與對應腦波的變化規(guī)律之間的關系等問題仍需進一步研究。類似如“不同類型的音樂對兒童情緒舒緩作用的腦電差異”等研究，將為緩解發(fā)展過程中兒童的心理壓力、糾治特殊需要兒童等帶來新的啟示，而其意義和價值不言而喻。

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