神经音乐学及其研究切入点的动议

[摘要]本文分析了20世纪最后10年音乐心理学走向脑神经科学的趋势,提出”神经音乐学”的概念和意义,并举例阐释了神经音乐学研究切入点的动议。

[关键词]脑科学,音乐心理学,神经音乐学

从音乐心理学到神经音乐学

笔者在音乐心理学文献(指英语文献,下同)的浏览过程中,对这个以音乐和人的内在过程关系为研究对象的学科大致形成了如下三方面的印象。

其一,这个学科已具备了一定的研究和教学积累。音乐心理学的教科书和专门著作已出版约百部。音乐心理学已拥有本学科的专业期刊,刊名涉及”音乐心理学”,”音乐知觉”,“心理音乐学”,”音乐医学”,”音乐治疗学”等。另外,音乐心理学已成为高等学校的概论性质或专题性质的课程,并成为学位论文的热门选题之一。

其二,如同主流心理学的情形,音乐心理学提出的问题大于其解决问题的能力。音乐心理学研究的既定学术规范,是实证定量方式,而它在人们期望中所应解决的问题,往往是意义较宽的定性问题。这两者之间存在矛盾。比如,我们的确较难基于课题狭小的研究报告,归纳出能为音乐各类实践提供现成和令人满意的答案的一部著作或教科书。笔者的看法是,从解决问题的角度严格地看待音乐心理学,它尚停留在前科学阶段。或者说,它还是一门工具性的学科,我们只是可以将其研究方法作为一种工具,对音乐的各类心理和行为问题给予微观和具体的探索和实验。

其三,音乐心理学的发展,出现了向脑神经科学延伸的明显趋势,一门新的交叉学科正在产生。这是本文所要提出的讨论话题。

1982年,美国纽约的Plenum出版社出版了一部题为《音乐、思维和大脑》的著作,副标题是《音乐神经心理学》[1]这部由Manfred Clynes主编的研究论文集的参与者,多为音乐界以外的脑神经科学和认知科学研究者。这些研究多为基础性的探索,例如,诗文和音乐的节奏在脑半球中的控制区域定位等。今天回顾这部著作,令人感到十分有意思的是,如果我们把音乐心理学向脑神经科学的延伸视为音乐心理学发展的必然,同时视该书为这种学术趋势的一个重要起点的话,从参与这部著作的作者身份、选题切入点、研究方法以及研究表述的方式等方面,我们可以明显地看到,这种学科的交叉,首先主要是由科学家而不是音乐家启动的。

20世纪末,情况发生了很大的变化。美国政府把新旧世纪之交来临前的10年定为脑科学的10年。这项旨在通过对人类智慧探秘来强化智力开发竞争力的国策,使脑神经科学吸引了众多美国人的关注,同时也开拓了音乐心理和音乐教育等领域的学者的视野,敦促他们把研究的眼光移向脑神经科学。其间,一个值得注意的标志,是音乐心理学研究的代表性文献《音乐心理学手册》第二版[2]中的一个章名:”神经音乐研究:文献评述”。”神经音乐研究”在这里的英文表述是:Neuromusical Research。

此外,享誉世界科学界的英国《自然》(Nature)杂志在这10年中,恰好每隔3年发表1篇围绕音乐是否有益于智力或学习发展的研究报告。[3]具有同等学术地位的美国《科学》杂志及脑科学专业期刊,诸如《神经学研究》、《神经科学通讯》、《大脑》、《神经心理学》、《认知神经科学》,[4]在这个时期登载了与音乐相关的许多研究课题,涉及到音乐家脑结构不对称现象的论证,弦乐演奏者左手指运动对皮质表征的增强,器乐刺激的两半球表征和大脑激活,音乐训练引起学前儿童空间-时间推理的长时增强,单侧颞叶切除对歌曲知觉和表象的影响,等等。

在上述10年音乐与脑神经科学”联姻”的研究过程中,有一支研究队伍是值得特别关注的。这支队伍是美国加利福尼亚大学欧文分校学习与记忆神经生物学研究所的终身教授戈登·肖(Gordon L. Shaw)博士及其同事,和几位攻读博士和博士后的学者。

他们的研究横跨多种学科领域,包括大脑理论、神经生理学、神经解剖学、脑功能成像技术、儿童发展、音乐认知、教育学、音乐教育、数学和科学教育、神经病理学和心理学。研究的课题基于Mountcastle原理的内在神经语言语法和Trion模型,提出皮质信息的对称概念及其与皮质信息中音乐结构之间的关系,运用脑电图、磁共振成像、正电子发射层描和功能性磁共振成像等探测技术,以及人和动物的行为、认知实验等研究方法,发现所谓”莫扎特效应”[5],并对其进行脑成像技术的检验和癫等疾病的病理学临床应用;研制出”空间一时间动画推理”学习软件,配以钢琴训练和音乐学习,摒弃传统的语言分析教学模式,用内在神经语言和音乐的非词语性及对称概念,在教育实验中大幅度改善低幼儿童数理概念学习。戈登·肖为了将其研究持续进行下去,新近创立了”音乐智力神经开发研究所”[6],吸引从该所完成博士和博士后研究的成员,聘请1995年诺贝尔物理学奖得主Martin Perl等一批斯坦福大学、加利福尼亚大学各分校等著名高校的科学家,组成研究所的科学委员会;瞄准”Music as a window into higher brain function “(音乐作为高级脑机能之窗)这个主要命题,试图在高级脑机能的内在皮质语言的解码,提高儿童数理概念学习的质量等方面,把音乐当作罗塞达碑石(Rosetta Stone [7],喻指解密工具),在脑科学的前沿课题领域中实现突破性进展。戈登·肖称,这是一个雄心勃勃的科学之梦,音乐对学习的增强功能,在高级脑机能中围绕对称概念的关键作用等秘密一旦完成科学的论证,所有的儿童就可能充分利用这类内在时空能力,大大提高思维、推理和创造的能力。

在21世纪初的今天,回顾上述研究的趋势和气氛,笔者强烈地感受到,一门新的学科正在悄然产生。它是在新世纪国际智力竞争的大背景下,从音乐心理学等学科延伸而来,用脑神经科学的研究手段、方法和课题作为切入点,以深化人类对自身思维、行为和情感的认识为基本目的,在儿童发展、教育和医疗以至人类与信息技术关系等领域具有重大潜在价值的新兴学科。笔者提议,把前述的”神经音乐研究”再作进一步拓展,称这门学科为”神经音乐学”。其英文对应词是由神经学和音乐学组成的复合词:Neuromusicology。[8]

神经音乐学研究的切入点

我们可以把神经音乐学研究大致划出两种切入点:应用研究和基础研究。另外,就研究选题的已有基础而言,又可把它们分为验证性研究和开拓性研究。这里仅提及有关应用研究的初步动议。

关于已有的应用研究涉及的课题,有些是十分有趣并值得进一步验证的。下述是应用价值较大的两个例子。

第一例从一幅连环漫画谈起。1993年12月13日,漫画家Nicole Hollander 在”Sylvia”连环漫画中,描绘了一位主人和他的两只猫仔之间的对话。主人说:”嗨;猫仔!你们干嘛去了?””我们一直在听莫扎特的双钢琴奏鸣曲,”一只猫仔认真答道。另一只补充说:”是D大调的。”主人有点怀疑:“真的吗?”两只猫仔告诉他:”我们听说莫扎特能提高智商。”主人问:”发现什么进展了吗?”一只猫答道:”我们现在会看表了。”另一只嚷嚷着提要求:”给我们买劳斯莱斯!”

1998年1月14日,美联社新闻发布会发出一则消息:”乡村音乐发烧友Z.米勒州长希望佐治亚州的新生儿都有机会听到优雅的古典音乐,以便强化这些婴儿的脑力。米勒要求州立法机关,在周二动用105,000美元的税金,为他们提供古典音乐CD或磁带。”[9]

从宠猫到州长,甚至到国会议员、教育部长、国防部长和总统,20世纪90年代的美国似乎都在谈论这个话题――”莫扎特效应”(Mozart Effect)――莫扎特D大调双钢琴奏鸣曲(K448)能增强空间一时间推理能力。这一切,是前述加利福尼亚大学欧文分校学习与记忆神经生物学研究所在1993年10月14日英国《自然》杂志发表的《音乐与空间课题操作》引发的。[10]

这项研究,起初是一项通过折纸剪纸(Paper Folding & Cutting, PF&C)测验来论证莫扎特的这首作品对被试心理旋转(mental rotation)操作成绩的效应,并以此效应来推测,特定的音乐刺激对儿童或成人表象中时空事件及其运动的推理能力具备怎样的作用。

这是一个毕达格拉斯有关音乐与数理法则之间奥秘关系的古老话题在现代科学的阐释的新起点。笔者认为,有关音乐是否能够促进智慧发展的问题,我们的思路和态度不应停留在”信或不信”和”不可全信”的水平上。它不是一个终结性的论证,而仅仅是音乐与脑发展关系研究的一种切入点。所谓”莫扎特效应”在神经音乐学中的科学探讨,首先要进一步对音乐的刺激变量给予深入和全面的分类和界定。同时,在对被试的空间-时间课题操作成绩进行再测以外,还要对被试给予脑功能检测。我们可以利用功能性磁共振成像,正电子发射层描或脑电图(EEG)等方式来做到这一点。这是一种多维度多学科的研究,需要音乐界和科学界之间打破学科边界的阻隔,联手完成这个任务。

第二个例子,对音乐教学实践有着直接的启示意义。长期以来,专业音乐教育的许多教师对视唱练耳课程以及音乐学习中的固定唱名法信奉不疑。而一项关于猴子对音型感知的研究结论,足以促使我们深入反思这种唱名法用于人类是否妥当。此研究结论是,动物依赖的是”绝对频率分析”。[11]有关这项研究的评论称,”尽管某些动物经训练可以辨别两首歌曲。但是,当这些歌曲被移调之后,动物便无可奈何,无法完成这种辨别任务。与之形成鲜明对比的是,人类,即使是那些具备绝对音高概念的人,总的来说,使用的是音高相对关系。”

这项动物与人之间音乐思维比较的研究,使笔者立即联想到第九届”步步高”杯歌手大赛中,部分歌手用固定唱名法进行简单视唱测试给我们带来的尴尬。如果我们再作进一步的思考,至少可以得出两个思路。其一,如果上述研究有关动物只能进行绝对频率分析,而人对旋律的认知在本质上是一种”格式塔”,即整体的和相对的”型认知”的论断是正确的,那么,我们是否可以提出一个挑战性的假设(尽管这个假设听起来有点刺激):专业音乐教育的固定唱名法并不符合人类音乐信息处理的本来规律,而是一种把人类降到动物层次的教学法。其二,我们完全有可能用神经音乐学的方法和概念,对此类假设和问题进行科学论证。比如,我们可以对教学对象进行甄别,让被试用固定唱名法和首调唱名法进行视唱练习,在两种唱名法达到同样令人满意的前提下,用脑功能检测手段对其大脑的相应区域和活动程度进行观察。按照脑神经科学有关人类学习与其脑能量消耗关系的假设,学习者学习的顺利程度与能量消耗为反比。即,学习愈顺利,脑能量消耗愈少,反之则大。脑功能检测手段的运用,可以观察和记录能量消耗的程度。这样,如果两种唱名法之间的确存在差异,我们就可以基于神经音乐学的论证,对两种唱名法,并结合年龄层次、禀赋特点、环境影响等多种因素,在教学中做出抉择,使之符合人在音乐学习中的思维规律。

[1]Manfred Clynes, ed.: Music, Mind and Brain: The Neuropsychology of Music .New York : Plenum Press, 1982.该书配有一张用于神经心理研究的小唱片,内含该书收入研究的声音刺激材料,为验证研究提供了方便。

[2]Donald Hodges: “Neuromusical Research: A Review of the Literature,” in Handbook of Music Psychology,2nd ed. by D.Hodges. IMR Press,1996.

[3]参见Nature ,365,1993; Nature ,381,1996; Nature 400,1999. 这三篇论文分别是: F. Rauscher, G. Shaw and K. Ky: Music and Spatial Task Performance; M. Gardiner, et al: Learning Improved by Arts Training; C. F. Chabris: Prelude or Requiem for the Mozart Effect.

[4]刊名是:Neurological Research, Neuroscience Letters, Brain, Neuropsychologia, Journal of Cognitive Neuroscience.

[5]参见刘沛:脑科学:21世纪音乐教育理论与实践的新基石――围绕”莫扎特效应”的科学研究和展望,《中国音乐学》2000年第3期。

[6]该所英文名称是Music Intelligence Neural Development Institute,缩写MIND恰好是”思维”或”大脑”,颇具意味。

[7]Rosetta Stone,罗塞达碑石。埃及古碑,1799年发现于尼罗河口罗塞达城郊。碑上刻有埃及象形文、俗体文、希腊文,是破译古埃及象型文字的钥匙。

[8]另参见刘沛:神经音乐学与21世纪的智力竞争,《黄钟》2001年1期”世纪论坛”。

[9] J. Kirchner: Governor Wants to Soothe Georgia Newborns with Classical Tunes, press release, Atlanta Associated Press,14 January 1998.

[10]见[3],1993年。

[11]M. D’Amato: A Search for Tonal Pattern Perception in Cebus Monkeys: Why Monkeys Can’t Hum a Tune .Music Perception,5,no,4,1988.

本文英文标题

An Initiative to Establishment of Neuromusicology and its Study Approaches