学乐器的成效取决于聆听音乐时的脑部活化

作者:    2020-07-03 10:09:31   617 人阅读  553 条评论

相信很多人都同意,演奏乐器是很酷、很帅的行为,但遗憾的是,并非每个人都有这方面的天分。究竟演奏乐器的才能源自何处?是否跟大脑功能有关?2018年,认知神经科学家发表了一篇论文[1],该文指出,学习演奏大提琴的初始表现,跟头顶的一个脑区有关。

这项实验研究有13位受试者,他们在参与实验之前,都未曾正式学过音乐。受试者在实验期间接受一个月的训练,学习演奏大提琴,并且在三个时间点接受脑部扫描(在MRI磁振造影仪中聆听或演奏音乐)。第一次脑部扫描是在训练之前,第二次扫描在训练一週后进行,等到四周的训练结束之后,进行第三次脑部扫描。

在实验结果中,有一项发现特别有趣:受试者在训练前聆听大提琴音乐时的脑部活化型态,可以预测他在训练四周之后的演奏品质。参与实验的受试者中,学习演奏大提琴的成效有高有低,这当然不足为奇,奇妙的是,学习成效较高者(训练后的演奏品质较佳者),他们在训练前聆听大提琴音乐时,大脑中靠近头顶的前辅助运动区(pre-supplementary motor area)活化程度较高,且该脑区跟听觉皮质(auditory cortex)的互动也更为密切(图1)。

学乐器的成效取决于聆听音乐时的脑部活化

图1:脑中的辅助运动区(supplementary motor area; SMA)与右侧听觉皮质(auditory cortex; AC)。辅助运动区可以分为两个部分,后方部分称为辅助运动区本体(SMA proper),前方部分称为前辅助运动区(pre-SMA)。前辅助运动区跟许多音乐能力密切相关。

还没开始训练就能预知训练结果,难道这就是传说中的「科技算命」?如果真的有这种算命技术,与其让婴儿「抓周」,倒不如在他们听音乐时扫描大脑,以便预测其学习演奏乐器的成效?

也许未来真的会有这种算命公司,精準地挑出「天才」,无情地打击「庸才」。但从学术的角度而言,上述论文的主要贡献,是指出了音乐能力跟前辅助运动区的关联。前辅助运动区的功能之一,在于监控动作及其产生的声音,换句话说,在演奏乐器时若有音準或拍子的问题,自己听到声音不对劲,就要去调整动作。这种自我侦错、自我调整的能力,跟脑中的前辅助运动区密切相关。上述论文的作者指出,较具音乐天分的人,可能在学习演奏之前,就已经在听音乐时更加留意音高与时间向度的特徵,并且让运动系统和听觉系统之间有密切的联繫。由此看来,演奏家并非只是手动得快,他们也擅长聆听。

而从教育的角度而言,上述论文还有更深刻的含意。前辅助运动区具有侦错与调控动作的功能,广泛而言,前辅助运动区在认知控制(cognitive control)中扮演重要角色。所谓的认知控制,是指控制自己的行为、注意力、思想,以符合当前的任务目标。一项研究指出,在进行认知控制时,有接受音乐训练的儿童展现较强的前辅助运动区活性(跟没有接受音乐训练的儿童相比),此一发现再次证实,音乐训练可以影响大脑的认知功能[2]。

前辅助运动区还有另一项功能:序列处理(sequence processing),生活中序列处理的一个例子,是将几个子动作串成一个动作序列,例如我们在学一套複杂动作时,可能会先练习分解动作,之后再将它们连贯起来,最后的连贯就涉及了序列处理。过去的研究发现,前辅助运动区若是受损,会影响一连串複杂动作的执行,简单动作则不受影响[3]。前辅助运动区也能对音乐讯息作序列处理,当我们聆听一段熟悉的音乐时,能够时时预测音乐的进行,关键就在于前辅助运动区的序列处理[4]。

音乐才能较高的人,通常能够在较长的乐句或乐段中,掌握音乐讯息的连贯性与呼应关係,甚至对于音乐的时间有种透视感与前瞻能力,他们对于演奏动作的侦错与调控,也是在整体音乐脉络中进行,这是较为进阶的序列处理。音乐的初学者,不妨先掌握基本的序列处理,例如当两个音先后出现,便构成了一个音程(pitch interval),也就是音高之间的距离,这是最基本的音乐序列概念。作曲家、指挥家暨音乐教育家徐颂仁曾经指出,孩童的第一堂音乐课应该教音程,反之,若在孩童缺乏音程概念时,便施以严苛的视唱练习,「将来他们演奏出来的音乐恐怕只会是没有指向的原地踏步走。许多音準上的问题也出在这里,因为许多人以为音名、指法对了,音準就不是问题,而不懂得用耳朵去听。」[5]

看着乐谱唱出固定音名[6],这种练习看似无伤大雅,但却有可能沦为照本宣科,见树不见林,久而久之,音乐甚至会丧失方向感与流动性。相反的,辅以音程概念的旋律练习及和声练习,则能增进聆听音乐时的序列处理能力、监控能力。有些音乐家可能看不懂乐谱,甚至先天失明,但他们对于音乐讯息的整合能力与认知控制,都优于常人。

了解以上学习音乐的要领之后,我们可以重新思考本文开头所提到的脑造影研究。学习演奏大提琴之前,前辅助运动区在聆听大提琴音乐时的活化程度,固然预言了未来的学习成效,但是预言并非宿命,大脑具有可塑性,教育可以改变脑部的活化型态。具体而言,音乐老师可以教导学生,聆听音乐时应使用最原始的乐器:歌喉,以「内在哼唱」的方式去模仿旋律,掌握整体的音高与时间讯息,以更主动、更具自觉的方式,去欣赏音乐的流动。学生若掌握这样的序列处理方式,往后再聆听音乐时,前辅助运动区的活化可能会增加,演奏乐器时也会更有音乐性[7]。

认知神经科学的基础研究,在教育上深具应用潜力,期待未来能有更多的跨领域交流,让学习变得更有趣、更符合人性。


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