音樂(lè)訓(xùn)練的“關(guān)鍵期”與“敏感期”及其音樂(lè)教育啟示

宋 蓓，侯建成，駱 丹，周加仙

1. 哈爾濱音樂(lè)學(xué)院音樂(lè)學(xué)系(中國(guó)哈爾濱 150028)；2. 福建師范大學(xué)海峽兩岸文化發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心(中國(guó)福州 350007)；3. 香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)系(中國(guó)香港 999077)；4. 華東師范大學(xué)教育學(xué)部教育心理學(xué)系 教育神經(jīng)科學(xué)研究中心(中國(guó)上海 200062)

以往研究發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)大腦的發(fā)育大致可分成兩個(gè)階段，一個(gè)階段是從受孕到出生，另一個(gè)階段是從出生以后直到20歲左右。大腦重量的增加大多發(fā)生于出生后的5～6年，6歲左右兒童的大腦重量已達(dá)到成人值的90%，最大值出現(xiàn)在20歲左右，在此之后則逐年降低。同時(shí)，人生早期的經(jīng)驗(yàn)決定著神經(jīng)元的聯(lián)結(jié)和凋亡方式[1]。由于神經(jīng)聯(lián)結(jié)是各種心理認(rèn)知能力、操作能力甚至智力形成的生理基礎(chǔ)，人類(lèi)大腦的潛能若要得到最大程度的發(fā)展，豐富的早期經(jīng)驗(yàn)與合適的環(huán)境尤為重要。根據(jù)上述腦發(fā)育的規(guī)律及特點(diǎn)，有學(xué)者提出了個(gè)體的腦發(fā)育存在著 “關(guān)鍵期”的假設(shè)。但是，隨著腦科學(xué)研究的不斷深入，那種認(rèn)為出生后的頭幾年是人生發(fā)展關(guān)鍵期的理論由于過(guò)于極端而逐漸受到質(zhì)疑，為了避免嚴(yán)格狹窄的關(guān)鍵期定義，研究者又傾向于采用“敏感期”來(lái)代替關(guān)鍵期的說(shuō)法。基于此，本文對(duì)音樂(lè)訓(xùn)練是否存在關(guān)鍵期與敏感期及主要表現(xiàn)加以區(qū)分和辨析，并提出其對(duì)音樂(lè)教育的啟示。

1 關(guān)鍵期與敏感期的概念及特點(diǎn)

關(guān)鍵期與敏感期的概念既有相似之處，又有很大區(qū)別。關(guān)鍵期(critical period)是指大腦的結(jié)構(gòu)或者功能需要特定的、適宜的經(jīng)驗(yàn)才能得到持續(xù)的發(fā)展。如果特定的、適宜的經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有發(fā)生, 則大腦某個(gè)方面的結(jié)構(gòu)或者功能的發(fā)展可能會(huì)受到永久的影響[2-4]。因此，關(guān)鍵期是人類(lèi)生理發(fā)育的一個(gè)類(lèi)似“生物鐘”的時(shí)期。關(guān)鍵期具有3個(gè)主要特點(diǎn)：時(shí)間短暫性、外部刺激和環(huán)境發(fā)揮重要作用及不可逆性[5]。一般而言，發(fā)展心理認(rèn)知和行為技能的關(guān)鍵期年齡界定在4～7歲[3]。

由于前人研究[5-7]已證明，音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)大腦發(fā)育具有重要作用，較早接觸音樂(lè)訓(xùn)練可促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)及其功能的發(fā)育，因而大眾乃至許多音樂(lè)教育者都非常強(qiáng)調(diào)早期音樂(lè)教育的重要性，認(rèn)為盡早接受音樂(lè)訓(xùn)練非常關(guān)鍵，一旦錯(cuò)過(guò)這段時(shí)間則音樂(lè)訓(xùn)練的積極效果就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

敏感期(sensitive period)是指大腦的結(jié)構(gòu)或者功能對(duì)特定的外部刺激非常敏感的階段[8]。在這個(gè)階段，大腦特別容易接受經(jīng)驗(yàn)的影響以促進(jìn)大腦結(jié)構(gòu)與功能的發(fā)展[9]。但是，如果沒(méi)有接觸到有關(guān)的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練或環(huán)境刺激，后續(xù)學(xué)習(xí)仍然可能發(fā)生，只是會(huì)變得相對(duì)困難。由于音樂(lè)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的內(nèi)容和要求不盡相同，各類(lèi)樂(lè)器的演奏方法與特點(diǎn)也存在很大差異，這使得研究者在界定音樂(lè)訓(xùn)練的敏感期及其可塑性的時(shí)間上存在一定的困難。就心理認(rèn)知能力和行為技能的發(fā)展而言，敏感期一般界定為從出生到12歲[10]，或至16歲(學(xué)生時(shí)代晚期)[11]，或至成年早期；就包括樂(lè)器演奏在內(nèi)的音樂(lè)技能而言，其學(xué)習(xí)或訓(xùn)練的最佳時(shí)期為3～10歲[12]。

從上述對(duì)這兩個(gè)概念的界定不難看出，敏感期與關(guān)鍵期之間存在一定的差別。關(guān)鍵期是指大腦的結(jié)構(gòu)或者功能需要特定的、適宜的經(jīng)驗(yàn)才能得到持續(xù)，強(qiáng)調(diào)在發(fā)育的特定時(shí)間段、某種經(jīng)驗(yàn)必須發(fā)生才能保證其正常發(fā)展。在這個(gè)時(shí)間段，如果適宜的經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有發(fā)生，某些發(fā)育可能會(huì)受到永久的不良影響。也就是說(shuō)，關(guān)鍵期強(qiáng)調(diào)生命中某些具有明確的起訖時(shí)間的短暫階段的極端重要性，錯(cuò)過(guò)了這一時(shí)間段則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，且這種影響具有不可逆性。與關(guān)鍵期相比，敏感期是指特定的生物事件可能出現(xiàn)的最佳時(shí)間段，即某種生物事件在某一時(shí)間段是重要的，但是個(gè)體在該時(shí)間段之后仍可以掌握某一技能，只是相對(duì)困難。因此，敏感期強(qiáng)調(diào)的是個(gè)體容易受到某種環(huán)境刺激或經(jīng)歷的影響，強(qiáng)調(diào)提供這些刺激和影響的理想時(shí)間，即便過(guò)了所謂的敏感期，大腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能的建立會(huì)變得相對(duì)緩慢一些，但是習(xí)得某種技能和能力以及神經(jīng)發(fā)育并非停止[13]。與關(guān)鍵期過(guò)分強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格的起訖時(shí)間相比，敏感期的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，甚至可以延續(xù)到成年初期[14]。

目前的研究發(fā)現(xiàn)，在絕對(duì)音高(absolute pitch, AP；也稱(chēng)為固定音高或絕對(duì)音感)能力的習(xí)得方面，的確存在較明顯的關(guān)鍵期表現(xiàn)特征。而在樂(lè)器訓(xùn)練、音樂(lè)鑒賞、音樂(lè)表演以及創(chuàng)作等音樂(lè)能力的習(xí)得方面，則存在敏感期的特征。盡管在敏感期內(nèi)進(jìn)行音樂(lè)活動(dòng)或訓(xùn)練對(duì)兒童音樂(lè)能力發(fā)展及人腦潛能開(kāi)發(fā)均具有重要作用，但敏感期之后的某些音樂(lè)訓(xùn)練，如識(shí)譜、聲樂(lè)演唱、樂(lè)器演奏訓(xùn)練等，依然能提升人類(lèi)的音樂(lè)認(rèn)知能力，且對(duì)其大腦功能和結(jié)構(gòu)，例如聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)、運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、感覺(jué)皮質(zhì)等的重塑發(fā)揮重要作用。

2 關(guān)鍵期與AP能力

AP能力指在沒(méi)有任何音高提示或參照的情況下，對(duì)聽(tīng)到的實(shí)際音高進(jìn)行識(shí)別，即判斷并說(shuō)出(或唱出)音高的具體音名和唱名的能力[15-17]。一般認(rèn)為，具有AP能力的人在頭腦中存在一個(gè)固定的音高模版(tonal template)，能在每一個(gè)音高與具體的音名及唱名之間建立固定的聯(lián)系。研究證明，具有AP能力的人數(shù)量和比例均很小(西方人群中每1 500～10 000人中約有1人，職業(yè)音樂(lè)家中占比10%～15%[18])，而該能力需由先天遺傳和早期音樂(lè)訓(xùn)練這2個(gè)因素共同決定[17-18]。

研究結(jié)果[19]顯示，早期音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)AP能力的形成非常重要，越早進(jìn)行音樂(lè)訓(xùn)練，獲得AP能力的可能性也越大。為了獲取AP能力，音樂(lè)訓(xùn)練的起始時(shí)間是3歲左右，因?yàn)檎J(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，人類(lèi)個(gè)體要到大約3歲時(shí)才具有對(duì)音高的長(zhǎng)時(shí)記憶能力，而在3歲前接受音樂(lè)訓(xùn)練的效果則不明顯。Sergeant[20]通過(guò)大規(guī)模調(diào)查發(fā)現(xiàn)，5歲前開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練的兒童具有AP能力的比例可達(dá)95%，而超過(guò)12歲后接受音樂(lè)訓(xùn)練的兒童獲得AP能力的比例僅為 5%。Baharloo等[19]對(duì)專(zhuān)業(yè)音樂(lè)院校和樂(lè)團(tuán)音樂(lè)家的調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在4歲前開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練的音樂(lè)家中有40%具有AP能力，而9歲后接受音樂(lè)訓(xùn)練的音樂(lè)家中只有 3%具有AP能力。Gregersen等[21]發(fā)現(xiàn)，具有AP能力的人均在6歲之前開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練，而只有1名受試者在6歲之后開(kāi)始訓(xùn)練；也有研究[22]認(rèn)為是7歲前。還有研究[23]發(fā)現(xiàn)，AP能力獲得的關(guān)鍵期為3～5歲。Zatorre[24]認(rèn)為，在9～12歲之后獲得AP能力的可能性就很小了?？傊?，盡管對(duì)AP能力習(xí)得的關(guān)鍵期的時(shí)間界定并不十分一致，但這說(shuō)明AP能力的形成存在關(guān)鍵期，即在一定的年齡段開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練才能獲得AP能力，而之后獲得的可能性就很小。

另外，Gregersen等[25]發(fā)現(xiàn)，東亞裔音樂(lè)專(zhuān)業(yè)學(xué)生中擁有AP能力的比例(47.5%)遠(yuǎn)高于高加索裔音樂(lè)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的比例(9.0%)，而且東亞地區(qū)學(xué)生中具有AP能力的人員比例依次為中國(guó)(65%)、韓國(guó)(37%)、日本(26%)。Zatorre[24]也認(rèn)為，AP能力在不同地區(qū)的分布亦不同，例如亞洲人種(東亞地區(qū)以及說(shuō)英語(yǔ)的華裔)比其他人種的比例高。對(duì)此，Henthorn等[26]認(rèn)為，這與當(dāng)?shù)卣Z(yǔ)言因素有關(guān)[例如漢語(yǔ)等調(diào)性語(yǔ)言(tone-language)]。但其他研究者[25]認(rèn)為，韓語(yǔ)和日語(yǔ)不屬于調(diào)性語(yǔ)言，所以語(yǔ)言文化環(huán)境不能從本質(zhì)上解釋亞洲人種出現(xiàn)較高AP能力比例的真正原因。Gregersen等[25]認(rèn)為,亞洲兒童接受音樂(lè)訓(xùn)練的起始年齡大多在7歲之前且采用固定唱名(fixed do)的教學(xué)方法，而這種教學(xué)方法對(duì)獲得AP能力至關(guān)重要。

除了早期音樂(lè)訓(xùn)練，某些生物基因同樣影響AP能力，即(在關(guān)鍵期內(nèi)的)音樂(lè)訓(xùn)練和有關(guān)基因之間的交互作用形成了AP能力。例如Profita等[27]選取19個(gè)家系并通過(guò)分離分析(segregation analysis)發(fā)現(xiàn)了35名AP能力者，說(shuō)明AP能力存在顯著的家族遺傳性。Gregersen等[28]通過(guò)一項(xiàng)家族研究估算出AP能力的同胞再現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)比(sibling recurrence-risk ratio,λs)為20，即AP能力者的兄弟姐妹(siblings)同樣存在AP能力的概率是普通家系(無(wú)AP能力)的20倍。隨后，Gregersen等[25]進(jìn)行了另外2項(xiàng)家系聚集性研究(familial aggregation study)，得出AP能力者的兄弟姐妹同樣具有AP能力的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)率(relative risk，RR)分別是普通家系的8.3倍和12.2倍。Baharloo等[29]以最為嚴(yán)格的AP-1能力計(jì)算λs，同時(shí)對(duì)早期音樂(lè)訓(xùn)練因素進(jìn)行控制，發(fā)現(xiàn)AP-1能力的λs為7.8～15.1。Theusch等[30]發(fā)現(xiàn)，在14對(duì)同卵雙生子中有11對(duì)表現(xiàn)出AP-1能力(78.6%)，而31對(duì)異卵雙生子中僅有14對(duì)表現(xiàn)出AP-1能力(45.2%)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Theusch等[31]通過(guò)全基因組的非參數(shù)多點(diǎn)連鎖分析(non-parametric multipoint linkage)對(duì)45個(gè)歐洲家系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)腺苷酸環(huán)化酶8(adenylate cyclase 8，ADCY8；該基因發(fā)揮學(xué)習(xí)和記憶功能)與染色體8q24.21的rs3057位點(diǎn)存在較強(qiáng)的連鎖值,優(yōu)勢(shì)對(duì)數(shù)計(jì)分(LOD score)的LOD值為3.464,表明該連鎖區(qū)域內(nèi)至少存在1個(gè)易感基因使歐洲家系出現(xiàn)AP能力的概率更大；他們還通過(guò)分析19個(gè)擁有AP能力的東亞家系發(fā)現(xiàn)了1個(gè)較小的連鎖峰值位于7q22.3位點(diǎn)(LOD值為1～1.5)。這些研究反映了AP能力存在遺傳性特點(diǎn)。

有關(guān)腦成像的研究方面，Zatorre等[32]使用AP測(cè)驗(yàn)任務(wù)，利用正電子發(fā)射斷層成像技術(shù)(positron emission tomography，PET)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，具有AP能力的音樂(lè)家，其左側(cè)大腦的額葉背側(cè)后部(left posterior dorsolateral frontal cortex)的活躍程度顯著增加，而沒(méi)有AP能力的音樂(lè)家(但具有相對(duì)音高能力, relative pitch)的活躍程度則不明顯，這也得到其他研究[33]結(jié)果的支持。額葉背側(cè)后部是條件性聯(lián)想記憶(conditional associative memory)的重要加工腦區(qū)[34]，還負(fù)責(zé)音樂(lè)信息的儲(chǔ)存、監(jiān)測(cè)和檢索等加工。位于顳上回后部的顳平面(planum temporale)對(duì)AP能力也有重要作用。功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)研究[34]發(fā)現(xiàn)，具有AP能力的音樂(lè)家，其左側(cè)顳平面的激活程度與AP測(cè)驗(yàn)成績(jī)呈正相關(guān)。顳平面與聽(tīng)覺(jué)加工的音素感知(音素是語(yǔ)音單位)有關(guān)[35]，而語(yǔ)音的音素類(lèi)別與音樂(lè)音高類(lèi)別大致相當(dāng)，這對(duì)于AP能力很重要。大腦結(jié)構(gòu)形態(tài)(morphology)研究[36]發(fā)現(xiàn)，具有AP能力的音樂(lè)家，其左側(cè)顳平面表面積顯著高于其對(duì)稱(chēng)的右側(cè)，而這種不對(duì)稱(chēng)也可能是較小的右側(cè)而非左側(cè)較大的顳平面表面積所致。相關(guān)性分析表明，在具有AP能力的音樂(lè)家中，音高識(shí)別正確率的高低與左側(cè)顳平面體積呈顯著正相關(guān)，即左側(cè)顳平面體積較大則音高識(shí)別正確率較高。彌散張量成像(diffusion tensor imaging)發(fā)現(xiàn)，與無(wú)AP能力的音樂(lè)家相比， 具有AP能力的音樂(lè)家在連接左側(cè)顳上回后部和顳中回后部之間的纖維束有顯著增加，同時(shí)雙側(cè)顳(包括顳上回后部和顳中回后部)的白質(zhì)纖維束體積也顯著增加[37]，說(shuō)明左側(cè)顳上回是負(fù)責(zé)音高分類(lèi)的重要區(qū)域。

一般認(rèn)為AP能力受到早期音樂(lè)訓(xùn)練和遺傳因素的雙重影響。但也有研究[38]認(rèn)為，早期音樂(lè)訓(xùn)練的因素并非必需，遺傳因素起著決定性作用。問(wèn)題是，關(guān)鍵期的早期音樂(lè)訓(xùn)練，或遺傳基因，或兩者之間的交互作用，究竟在多大程度上影響了關(guān)鍵期內(nèi)的大腦結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)育，進(jìn)而形成了AP能力。人類(lèi)的很多行為表現(xiàn)均可由遺傳因素來(lái)解釋?zhuān)说男袨橛种饕缮窠?jīng)系統(tǒng)所控制。因此，基因的效應(yīng)并非直接表達(dá)為行為水平，而是通過(guò)他們的分子和細(xì)胞效應(yīng)為中介，進(jìn)而影響大腦的結(jié)構(gòu)與功能及相應(yīng)的腦內(nèi)信息加工，最終影響行為表現(xiàn)。目前認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究已使用一種“基因-腦-行為”整合的思路來(lái)觀察人類(lèi)行為，這種思路被稱(chēng)為影像基因組學(xué)(imaging genetics)。在AP能力研究中，研究者可通過(guò)影像基因組學(xué)來(lái)探索和評(píng)估大腦內(nèi)表達(dá)的基因多態(tài)性的功能特征，并進(jìn)一步考察其對(duì)關(guān)鍵期內(nèi)大腦功能和結(jié)構(gòu)以及對(duì)AP能力的潛在影響。

3 敏感期音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)腦結(jié)構(gòu)與功能的影響

在敏感期內(nèi)，由于腦神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)于外界的刺激反應(yīng)最為敏感，所以在這段時(shí)間進(jìn)行音樂(lè)學(xué)習(xí)或干預(yù)的效果較佳(表1)[39]。同時(shí)此期間的音樂(lè)學(xué)習(xí)經(jīng)歷還對(duì)兒童的大腦進(jìn)行發(fā)育性重組,或改變皮質(zhì)功能區(qū)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，從而影響其今后的音樂(lè)活動(dòng)表現(xiàn)。

相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在敏感期內(nèi)開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練的音樂(lè)家的早期音樂(lè)學(xué)習(xí)經(jīng)歷對(duì)大腦發(fā)育的可塑性影響最為明顯，例如：手指運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的皮質(zhì)表征區(qū)最大[40],進(jìn)行音樂(lè)活動(dòng)時(shí)能更有效地激活神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[41],完成基本音樂(lè)感知任務(wù)時(shí)速度更快且達(dá)到自動(dòng)化水平[42]。因?yàn)閺?fù)雜的音樂(lè)訓(xùn)練活動(dòng)以及音樂(lè)本身的豐富結(jié)構(gòu)需動(dòng)用大腦各個(gè)腦區(qū)(例如運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)及軀體感覺(jué)皮質(zhì))的協(xié)調(diào)參與，這種持續(xù)且復(fù)雜的音樂(lè)活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)生宏觀和微觀的功能及結(jié)構(gòu)變化或重組[43]，進(jìn)而推進(jìn)人類(lèi)的思維、記憶和學(xué)習(xí)等高級(jí)認(rèn)知能力的發(fā)展[44]。

表1 敏感期內(nèi)不同階段所表現(xiàn)出的音樂(lè)能力

有研究者[45]通過(guò)腦磁圖(magnetoencephalog-raphy, MEG)對(duì)12名4～6歲的兒童進(jìn)行了一項(xiàng)追蹤實(shí)驗(yàn)：6名兒童進(jìn)行1年的鈴木教學(xué)法音樂(lè)訓(xùn)練，其他兒童則不參加音樂(lè)訓(xùn)練。研究者在為期1年的實(shí)驗(yàn)中對(duì)這些兒童進(jìn)行間隔3～4個(gè)月的共4次測(cè)試，實(shí)驗(yàn)材料是呈現(xiàn)2種不同的聲音刺激，一是小提琴音色的時(shí)長(zhǎng)850 ms的單音，二是時(shí)長(zhǎng)500 ms的噪聲，結(jié)果表明，2組兒童在不同聲音刺激下的聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)激活程度有很大不同：訓(xùn)練組兒童對(duì)小提琴音色的聲音刺激產(chǎn)生了明顯的聽(tīng)覺(jué)喚起反應(yīng)，不僅其波幅明顯高于無(wú)訓(xùn)練兒童，且潛伏期也較短，說(shuō)明前者對(duì)音樂(lè)聲音刺激更敏感而較快做出反應(yīng)。與此同時(shí)，這種反應(yīng)表現(xiàn)出音樂(lè)訓(xùn)練導(dǎo)致的左側(cè)大腦半球的信息加工優(yōu)勢(shì)(這與成人受試者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合)，而沒(méi)有音樂(lè)訓(xùn)練的兒童對(duì)2種聲音刺激的生理反應(yīng)基本相同，且不存在大腦半球間的差異。

Schlaug等[45]對(duì)一組9～11歲的兒童進(jìn)行了4年音樂(lè)訓(xùn)練，之后發(fā)現(xiàn)其感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)(sensorimotor cortex)和雙側(cè)枕葉(bilateral occipital lobe)的灰質(zhì)體積顯著大于沒(méi)有接受音樂(lè)訓(xùn)練的兒童，而二者的腦灰質(zhì)體積在接受音樂(lè)訓(xùn)練之前并無(wú)差異。這說(shuō)明音樂(lè)訓(xùn)練改變了兒童的大腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，增加的灰質(zhì)體積反映了相關(guān)腦區(qū)的功能變得更為發(fā)達(dá)。

為了回答究竟是音樂(lè)訓(xùn)練導(dǎo)致兒童大腦功能的差異，還是大腦功能本身就存在差異以及音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)大腦重塑是否在兒童時(shí)期就已出現(xiàn)等問(wèn)題，Schlaug等[47]進(jìn)行了一項(xiàng)追蹤性實(shí)驗(yàn)研究：首先將受試者按照5～7歲、9～11歲和成年人3個(gè)年齡段以及他們有無(wú)音樂(lè)訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分組，并針對(duì)音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)大腦的影響進(jìn)行了橫向和縱向的比較研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在接受音樂(lè)訓(xùn)練前，所有兒童的大腦功能不存在差異，同時(shí)在旋律辨別(melodic discrimination)和節(jié)奏辨別(rhythmic discrimination)任務(wù)中均表現(xiàn)出雙側(cè)顳上回(superior temporalgyrus)的顯著激活。而在接受鋼琴訓(xùn)練1年后，訓(xùn)練組和非訓(xùn)練組受試者在左右半球顳和顳-頂葉聯(lián)合區(qū)出現(xiàn)大腦功能差異，同時(shí)這種差異使2組受試者在運(yùn)動(dòng)技能和聽(tīng)覺(jué)分辨力方面也有明顯差別。研究者對(duì)另一組接受大約4年音樂(lè)訓(xùn)練的9～11歲兒童進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的音樂(lè)訓(xùn)練，訓(xùn)練組兒童在顳上回,特別是右側(cè)顳上回比非訓(xùn)練組兒童激活更為明顯和廣泛。這說(shuō)明音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)兒童大腦功能的影響正逐漸顯現(xiàn)，同時(shí)這也與成年音樂(lè)家與成年非音樂(lè)家的大腦功能差異的發(fā)展趨勢(shì)相吻合。該研究的重要意義在于：第一，通過(guò)追蹤研究證實(shí)了音樂(lè)訓(xùn)練與大腦功能變化之間存在因果關(guān)系，證明了音樂(lè)訓(xùn)練和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)對(duì)大腦的發(fā)育及可塑性的影響；第二，證實(shí)了音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)大腦功能的影響在兒童期就已顯現(xiàn)；第三，隨著音樂(lè)訓(xùn)練時(shí)間的持續(xù)增長(zhǎng)，這種大腦功能的差異越加明顯。

Koelsch等[48]對(duì)有無(wú)音樂(lè)訓(xùn)練經(jīng)歷的10歲兒童進(jìn)行了不規(guī)則音樂(lè)和弦加工的腦成像研究，發(fā)現(xiàn)有音樂(lè)訓(xùn)練經(jīng)歷的兒童在以下腦區(qū)激活程度較高：前額葉皮質(zhì)、眶額皮質(zhì)、腦島前部、腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)區(qū)、顳前回與后回、顳上溝和邊緣皮質(zhì)區(qū)上部，這些腦區(qū)組成了音樂(lè)認(rèn)知加工的重要神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(如音樂(lè)結(jié)構(gòu)和音樂(lè)意義、音樂(lè)工作記憶、音樂(lè)情緒加工等)。Koelsch等[48]認(rèn)為，這些腦區(qū)主要有4種作用：第一，眶額皮質(zhì)和腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)區(qū)等大腦網(wǎng)絡(luò)參與音樂(lè)結(jié)構(gòu)加工；第二，顳后部參與音樂(lè)意義加工；第三，前額葉皮質(zhì)參與音樂(lè)工作記憶；第四，邊緣皮質(zhì)上部參與音樂(lè)情緒加工。同時(shí)，音樂(lè)訓(xùn)練有助于兒童島蓋部和顳上回前部的神經(jīng)功能發(fā)育。

另有研究結(jié)果[49]發(fā)現(xiàn)，音樂(lè)家受試者的雙側(cè)半球的皮質(zhì)脊髓束(corticospinal tract)的各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy, FA)值比非音樂(lè)家受試者要低。研究者還將音樂(lè)家受試者分為早期音樂(lè)訓(xùn)練組(開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練的年齡為 5.0歲)和晚期音樂(lè)訓(xùn)練組(開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練的年齡為 8.6歲)，發(fā)現(xiàn)音樂(lè)訓(xùn)練起始年齡與白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散值呈負(fù)相關(guān)，即開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練越早，白質(zhì)皮質(zhì)脊髓束的擴(kuò)散值就越高，而晚期音樂(lè)訓(xùn)練組和非音樂(lè)訓(xùn)練組之間沒(méi)有明顯差異。研究結(jié)果說(shuō)明，白質(zhì)與音樂(lè)訓(xùn)練起始年齡緊密相關(guān)，早期音樂(lè)訓(xùn)練導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞軸突膜發(fā)生了可塑性的變化，這種變化使皮質(zhì)脊髓束的擴(kuò)撒率增加而降低了其FA值。以上研究均證實(shí)了個(gè)體發(fā)育過(guò)程中存在著音樂(lè)訓(xùn)練的敏感期。有研究認(rèn)為，早期音樂(lè)訓(xùn)練所提升的認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)能力優(yōu)勢(shì)在成年后依然保持。

4 敏感期后音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)腦結(jié)構(gòu)與功能的影響

雖然在大腦發(fā)育處于敏感期的過(guò)程中所接受的音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)大腦結(jié)構(gòu)與功能的影響較為顯著，但由于大腦在整個(gè)生命過(guò)程中都始終保持動(dòng)態(tài)可塑性，因此敏感期之后以及成年人的大腦仍然具有被改變和重塑的可能。盡管在敏感期之后的大腦可塑性局限于突觸效能的局部變化，同時(shí)隨著神經(jīng)系統(tǒng)的成熟，引起其變化的刺激也在日益受到限制，但研究結(jié)果表明，敏感期之后開(kāi)始的音樂(lè)訓(xùn)練仍可以對(duì)音樂(lè)和其他認(rèn)知能力以及大腦的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生促進(jìn)作用，這證明大腦功能與結(jié)構(gòu)形態(tài)等特征受到整個(gè)生命過(guò)程中各種學(xué)習(xí)和訓(xùn)練及其經(jīng)驗(yàn)的影響。

4.1 敏感期后音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)的影響

Pantev等[50]對(duì)普通成年受試者(非音樂(lè)家)進(jìn)行短期音樂(lè)訓(xùn)練并測(cè)查晚期(late period)音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)大腦聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)可塑性的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接受短期音樂(lè)訓(xùn)練后，其大腦皮質(zhì)厚度有明顯增加，同時(shí)Gamma波頻率在聽(tīng)音樂(lè)旋律片段時(shí)有所增強(qiáng)。Stewart等[51]使用fMRI對(duì)成年非音樂(lè)家受試者進(jìn)行了研究：受試者首先接受每周90 min的音樂(lè)課程學(xué)習(xí)(含識(shí)譜和鋼琴演奏訓(xùn)練)，共計(jì) 15 周，之后讓其完成2項(xiàng)不同的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，包括顯性讀譜(explicit music reading task，即旋律彈奏任務(wù)，要求受試者根據(jù)樂(lè)譜上的音符和指法進(jìn)行鋼琴按鍵)和隱性讀譜(implicit music reading task，即識(shí)譜任務(wù)，要求受試者判斷樂(lè)譜中的符干是朝上還是朝下)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行顯性讀譜任務(wù)時(shí)激活了右側(cè)頂上皮質(zhì)、雙側(cè)頂內(nèi)溝和左側(cè)梭狀回；進(jìn)行識(shí)譜任務(wù)時(shí)主要激活左側(cè)緣上回、左側(cè)額下溝和右側(cè)額極。該研究證明大腦聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)的可塑性變化可通過(guò)短期音樂(lè)訓(xùn)練而產(chǎn)生。

4.2 敏感期后音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的影響

大腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的可塑性較強(qiáng)，因此有大量研究證明晚期音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)個(gè)體的運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)具有顯著的重塑作用。一組非音樂(lè)家受試者接受了短期音樂(lè)技能訓(xùn)練，被要求在主試的指導(dǎo)下以60次/min的速度用單手的5個(gè)手指按順序在鋼琴琴鍵上進(jìn)行彈奏，同時(shí)要保持演奏的速度、力度和每個(gè)音的時(shí)間間隔，不能停頓或漏音；所有受試者連續(xù)練習(xí)5 d，每天練習(xí) 2 h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：① 所有受試者的彈奏技能均有很大提高，彈奏錯(cuò)誤率明顯減少；② 伴隨著彈奏技能的提高，手指的屈伸肌肉群所對(duì)應(yīng)的大腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的激活面積逐漸增大。該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行1周后，受試者又被隨機(jī)分成2組：繼續(xù)練習(xí)組在隨后4周里繼續(xù)進(jìn)行上述練習(xí)，停止練習(xí)組則終止練習(xí)。在此期間對(duì)所有受試者的手指屈伸肌肉群相應(yīng)激活面積進(jìn)行重測(cè)，結(jié)果表明：① 繼續(xù)練習(xí)組的激活面積隨著彈奏水平的提高而稍有減少，并最終保持在相對(duì)穩(wěn)定的水平；② 停止練習(xí)組的激活面積又降回原來(lái)水平。該實(shí)驗(yàn)揭示：① 音樂(lè)演奏活動(dòng)中，手指彈奏練習(xí)所必需的運(yùn)動(dòng)技能的獲得與運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)功能密不可分；② 在神經(jīng)重塑過(guò)程中建立了新的神經(jīng)聯(lián)結(jié)，并去除先前已有的神經(jīng)聯(lián)結(jié)；③ 神經(jīng)重塑的初期是可逆的，隨著技能的不斷練習(xí)和自動(dòng)化會(huì)導(dǎo)致皮質(zhì)內(nèi)和皮質(zhì)下神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)性長(zhǎng)期變化?？傊竽X運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)在音樂(lè)技能習(xí)得的過(guò)程中扮演著重要角色，因?yàn)槠鋸?fù)雜的神經(jīng)聯(lián)結(jié)模式以及對(duì)多個(gè)肌肉群產(chǎn)生的多變性影響會(huì)導(dǎo)致大腦可塑性變化，而這種可塑性變化使個(gè)體在技能性學(xué)習(xí)過(guò)程中具有優(yōu)勢(shì)。

Bangert等[52]也對(duì)非音樂(lè)家受試者進(jìn)行了研究。受試者首先接受為期5周共 10個(gè)單元的音樂(lè)訓(xùn)練，訓(xùn)練內(nèi)容為右手彈奏難度不同的旋律小段，然后分別完成音樂(lè)聆聽(tīng)任務(wù)和音樂(lè)彈奏任務(wù)，同時(shí)通過(guò)腦電圖分別在受試者接受音樂(lè)訓(xùn)練后20 min及20、38 d時(shí)觀察大腦功能變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在音樂(lè)聆聽(tīng)任務(wù)中：① 接受音樂(lè)訓(xùn)練前的激活區(qū)主要體現(xiàn)在額葉和頂葉，但接受音樂(lè)訓(xùn)練僅20 min后在中央溝附近和左半球出現(xiàn)激活；② 接受第5單元訓(xùn)練后，激活范圍逐漸集中到左側(cè)初級(jí)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)；③ 完成所有10個(gè)單元訓(xùn)練后，受試者右手所對(duì)應(yīng)的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)和右側(cè)的額-顳聯(lián)合區(qū)出現(xiàn)了明顯的共激活(co-activation)現(xiàn)象。在音樂(lè)彈奏任務(wù)中：① 接受音樂(lè)訓(xùn)練前的激活區(qū)主要體現(xiàn)在受試者右手對(duì)應(yīng)的左側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)；② 訓(xùn)練20 min后的右側(cè)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)激活有所減少；③ 第5單元訓(xùn)練后在雙側(cè)額葉和顳皮質(zhì)出現(xiàn)了額外激活；④ 完成所有10個(gè)單元訓(xùn)練后則激活右側(cè)額-顳聯(lián)合區(qū)。

上述研究證明，音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)大腦可塑性變化的影響并不僅僅局限于幼年和童年期，而是持續(xù)終生的過(guò)程。成年后的音樂(lè)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練對(duì)成年人的聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)、運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、感覺(jué)皮質(zhì)等諸多腦區(qū)的功能和結(jié)構(gòu)重塑同樣具有重要作用，那些認(rèn)為音樂(lè)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的效果“僅存在于敏感期”“時(shí)間是短暫的、不可逆”等觀念是不符合事實(shí)的。

5 對(duì)音樂(lè)教育的啟示

通過(guò)上述研究可以看出，大多數(shù)音樂(lè)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練存在著相對(duì)的敏感期而非關(guān)鍵期。除了AP能力需要一定遺傳基因并在關(guān)鍵期內(nèi)給予必要的(早期)音樂(lè)訓(xùn)練外，在敏感期內(nèi)進(jìn)行的其他早期音樂(lè)訓(xùn)練對(duì)心理認(rèn)知和神經(jīng)建構(gòu)具有其他發(fā)育階段無(wú)可比擬的作用，因此，讓兒童在敏感期內(nèi)開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練無(wú)疑是更為明智的。但這并不意味著在敏感期后就不能獲得音樂(lè)能力。只是相對(duì)而言，欲在敏感期之后接受音樂(lè)訓(xùn)練且獲得同樣效果，需付出更多的努力。也就是說(shuō)，任何年齡都適合開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練，只不過(guò)由于可塑性在兒童階段表現(xiàn)得最為顯著。因此，我們要認(rèn)識(shí)到將音樂(lè)訓(xùn)練所存在的敏感期看作是短暫的、不可逆的觀念是錯(cuò)誤的。

我們用敏感期這個(gè)術(shù)語(yǔ)，就是要說(shuō)明雖然大腦生長(zhǎng)和神經(jīng)發(fā)育的某些特定方面只出現(xiàn)在特定時(shí)期，但這時(shí)期并不像想像的那樣短暫，而是時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。敏感期的結(jié)束也并不意味著腦可塑性的結(jié)束，大腦在整個(gè)生命過(guò)程中都存在著某種程度的可塑性。所以，強(qiáng)調(diào)敏感期的音樂(lè)教育并不等于否認(rèn)或忽視非敏感期的音樂(lè)訓(xùn)練的作用，音樂(lè)教育在個(gè)體音樂(lè)能力的發(fā)展過(guò)程中始終起著主導(dǎo)作用。

教育者應(yīng)該客觀看待和正確認(rèn)識(shí)音樂(lè)訓(xùn)練的關(guān)鍵期與敏感期等問(wèn)題，即使有些學(xué)生在敏感期內(nèi)沒(méi)有獲得音樂(lè)訓(xùn)練，也不應(yīng)該對(duì)他們采取“放棄”的態(tài)度，而要積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)其對(duì)音樂(lè)的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)。大腦終身具有可塑性的特點(diǎn)使學(xué)習(xí)新知識(shí)和獲得新技能可在任何年齡段進(jìn)行，這也有助于更好地理解音樂(lè)教育的內(nèi)容、時(shí)機(jī)及方法等問(wèn)題。