音乐节拍认知的研究评述
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心理科学进展2010, Vol. 18, No. 11, 1692–1699Advances in Psychological Science音乐节拍认知的研究评述欧阳玥1,2戴志强2(1北京工商大学艺术与传媒学院, 北京 100037) (2中国传媒大学信息工程学院, 北京 100024)摘要音乐节拍中的信息十分丰富, 变化的方式也千差万别, 因此节拍的加工是十分复杂的认知过程。
国外神经认知领域对音乐节拍的研究从内容来看可归纳为:节拍违反的加工, 节拍速度的加工, 节拍类型的加工, 以及节拍与节奏的区别等几个方面。
目前关于音乐节拍的研究还处于初步探索阶段, 未来的研究应明确时间间隔、速度变化、重音模式加工的神经基础, 并就复杂节拍的加工, 个体感受性差异等问题进一步展开研究。
关键词节拍; 节奏; 音乐认知; ERP; fMRI分类号 B842;B8451 引言音乐认知是一个复杂的过程, 需要综合调动听觉注意、知觉、声音模型分析、记忆、情绪体验等多种能力才能完成(Koelsch & Siebel, 2005), 它几乎涵盖了认知心理活动的所有方面, 因此音乐被称为探索人脑奥秘和心理活动的一扇窗。
自1989年音乐感知与认知国际联合会(ICMPC)成立以来, 音乐认知就成为了国外学者十分重要的研究方向, 美国、加拿大、英国、比利时、澳大利亚、日本和韩国等国对音乐的感知认知做了大量的研究。
近年来, 针对音乐认知的脑科学研究得到了飞速发展, 特别是将EEG(脑电图)、ERP(事件相关电位)、fMRI (功能性核磁共振成像)、MEG(脑磁图)等技术应用到实证研究之后, 音乐神经认知研究已成为近10年来十分活跃的领域。
国外的神经认知领域对于音乐的音高、音调、旋律轮廓以及和弦等元素给与了较多关注, 并有相当数量的研究成果出现, 但是针对节奏的研究似乎还没有获得应有的重视(Overy & Turner, 2009), 节拍的相关研究就更少了。
节拍是节奏的重要组成部分, 节拍在概念上属于节奏的范畴, 但节拍又不等于节奏。
节奏是音乐中的重要元素, 相比和弦、旋律等元素来说其地位更是不可或缺。
没有节奏就不能形成音乐, 而没有旋律的音乐确是存在的, 如非洲的打击乐和中国的鼓乐都收稿日期:2010-03-15通讯作者:戴志强, E-mail: daizq@ 是节奏音乐的典型。
从广义上说, 节奏包含所有和时间有关的信息, 我们听到砰砰的心跳, 悦耳的鸟鸣, 清晨的闹钟, 都具有周期性的节奏, 甚至我们平时说话时发音的长短, 诗词的韵律等等无不包含了丰富的节奏信息。
而节拍是指强拍和弱拍的组合规律:强拍和弱拍按照一定的顺序循环重复, 就形成了节拍, 节拍在音乐中的意义是用强弱关系来组织音乐(Cooper & Meyer, 1960)。
节拍的认知是音乐认知研究的重要内容, 目前我们对于节拍加工的神经机制并不清楚, 还有很多问题的答案是未知的:例如人们是如何在众多的音乐元素和信息(如不断变化的旋律、众多声部、各种乐器音色、各个音符的时值)中判断出节拍的; 人们是如何感知节拍的变化; 为什么人们会随着音乐不自觉地打拍子、打响指、跺脚, 这样自然的生理反应背后的神经依据是什么。
节拍的加工不仅仅是对时间的加工, 还属于整体加工, 是对于音乐韵律和整体性的感知, 需要经过一段时间的聆听、分析、整合、分离、确认才能加工出来, 所以它是一种较复杂和高级的认知过程, 和音乐信息的提取、编码、分析、分离、记忆有关。
因此, 研究节拍的加工意义重大, 需要做一系列的工作, 逐步深入地展开研究。
在我国, 目前对音乐领域的神经认知研究才刚刚起步, 特别是对于音乐本体的元素和结构的认知研究还很少涉及, 本文认为有必要对节拍认知的相关研究进行归纳和整理。
第18卷第11期音乐节拍认知的研究评述 -1693-2 音乐节拍认知的行为实验研究国际上针对音乐节奏的行为实验研究很早就开始了, 而其中的一些研究与节拍速度的感知有关。
人们对于节奏的认知是以对时间信息的加工为基础的, 早期的实验研究有许多围绕人对时间长短的感知问题而展开, 其中有一个现象引起了科学家的兴趣—— time order error “时间偏见” (Allan & Gibbon, 1994; Schab & Crowder, 1988), 即当声音刺激的持续时间短于500ms, 听者会倾向于认为后一个声音比前一个声音要短; 而当声音持续时间长于700ms, 听者会倾向于认为后一个声音比前一个声音要长; 而当声音持续时间恰好在500~700ms之间时, 人们可以正确做出判断, 没有任何偏袒。
由此可见, 500~700ms是人们知觉中不存在倾向性偏见的时间窗口, 而恰好人们在听音乐时感觉最为舒服的速度也在这一区间, 这应该不是巧合的。
在随后的研究中, 中速吸引理论在音乐节拍和速度的实验中也得以验证(Vos, 1997; McAuley & Kidd, 1998)。
并且, 根据这一理论后来大多数研究者在研究节奏节拍时都选择600ms作为标准间隔, 因为600ms被认为是没有偏见、最自发、最天然的时间间隔(Fraisse, 1988; Krumhansl, 2000)。
还有学者提出, 在这一间隔下人们对于拍子变化的判断只与变化量有关, 而与变化的方向(加速或减速)无关(Vos & Ellerman, 1989; Franĕk, Mates & Nártová, 2000), 目前这个观点还存在争议, 由于这些研究大都是行为实验, 很难区分出加速与减速的感觉机制和认知特点, 需要使用其他的技术手段进一步验证。
除此之外, 还有一些研究者对音乐节奏的时间感知、整体加工、时间间隔比例、节奏型辨识等等问题进行了行为实验研究(详见综述Krumhansl, 2000)。
总的来说, 行为实验虽然实施起来比较方便, 但是并不能研究音乐加工中负责节奏、节拍加工的脑区和时间进程问题, 以及非注意阶段的自动加工问题和节奏感在婴幼儿阶段的发展问题, 所以我们需要借助神经认知、脑科学的技术手段如EEG、ERP、fMRI、MEG来展开一系列实验。
3 音乐节拍认知的脑成像研究专门针对音乐节拍加工的脑区研究并不多, 我们不妨从节奏这个更大的概念下来寻找依据。
最早关于音乐节奏认知的神经研究应该追溯到1982年由美国Plenum出版社出版的《音乐、思维和大脑——音乐神经心理学》, 书里探讨了诸如韵律和节奏在脑半球的控制区域定位等问题。
而后人们对于失乐症(amusia)的研究结果发现(Sally & George, 1999), 大脑右侧损伤后音高和音质加工发生障碍, 而大脑左侧损伤导致了命名或识别曲调和节奏障碍。
Brancucci和Martini (1999)的双耳分听实验发现, 右侧脑在音高、旋律及和声感知方面起主要作用; 而左侧脑在时间序列、节奏辨别等方面起主要作用。
有还有一些研究(Midorikawa, Kawamura & Kezuka, 2003; Murayama, Kashiwagi, Kashiwagi & Mimura, 2004; Peretz & Kolinsky, 1993)也支持了这一观点, 表明时间的加工来源于大脑的左半球。
而最近的神经认知研究向我们揭示, 节奏的加工机制非常复杂, 所涉及的脑区也随着不同的任务而有所差别。
通过脑损伤病例和正常人的对比研究发现, 节拍的加工与颞上回靠前的部位有关, 而节奏加工并不与该区域相关(Liégeois- Chauvel, Peretz, Babaï, Laguitton & Chauvel, 1998), 这说明负责节拍任务和节奏任务的脑区并不完全相同, 且节拍的加工似乎独立于其他的节奏加工而有着特殊的机制。
使用fMRI技术发现当被试聆听被拆分的、不连贯的乐曲时, BA47区(Broadmann47区)及其右半球对应脑区比聆听正常乐曲时有更大的激活(Levitina & Menonb, 2003), 这说明在节拍违反的任务中, 位于左额下皮层前腹侧的 BA47区参与了其认知加工。
还有一些研究者针对音乐节拍与运动的关系问题展开了研究, 证明了节拍与运动知觉的天然联系是有其神经基础的(Grahn & Brett, 2007; Chen, Penhune & Zatorre, 2008), 而节拍似乎就是其中的重要纽带。
当人们跟着音乐打拍子时脑区的血氧活动异常活跃, 辅助运动区(SMA)和前运动皮层(PMC)以及小脑(cerebellum)等区域被激活, 而这种激活与音乐节拍的有无以及节拍的特征有着密切的关系。
在另一项研究中(Grahn & Rowe, 2009b), Grahn使用fMRI技术比较了三种节拍条件下(持续时间构成的节拍, 有重音构成的节拍无重音构成的节拍)和三种无节拍条件下的脑区活动。
他们发现有节拍的条件下壳核均被激活, 并且节拍会激起壳核(putamen)、辅助运动区(SMA)、前运动皮层(PMC)和听觉皮层之间的连-1694- 心理科学进展 2010年通; 重音存在下的节拍模式会调节前运动皮层和听觉皮层的连通, 这种调节在音乐家脑中更加剧烈。
由此可见, 壳核、辅助运动区、前运动皮层都负责了节拍的分析、预测、辨别和加工; 更难能可贵的是, Grahn的研究区分了持续时间和重音模式对节拍加工的影响, 发现人们对重音存在下的节拍加工机制较为特别, 这为人们理解节拍的重音模式提供了依据。
从这些研究我们可以看出节奏加工所涉及的具体脑区因不同的实验内容和任务而有所区别。
另外, 节奏的加工所涉及的脑区还因不同的人群而有所差别。
Vuust, Pallesen, Bailey, vanZuijen, Gjedde和Roepstorff 2005年使用MEG 技术发现音乐家与普通人在辨别节奏违反任务时存在偏侧化现象, 爵士音乐家对节奏加工的脑区是左偏侧化的, 而普通人是右偏侧化的。
而在另一项节拍加速和减速的研究中发现, 普通人对于节拍变化的敏感程度也是不同的(Grahn & McAuley, 2009a):对于节拍感受性强的人群, 时间加工激活了辅助运动区(SMA)及左侧大脑运动皮层(in left cortical motor areas)和脑岛叶(insula); 而对于节拍感受性弱的人群, 则是右前运动区(right premotor)和后听觉皮层(posterior auditory cortex)被激活。