对老年人的情绪调节，
音乐聆听是非常有效的。
学习音乐，任何时候、任何年龄都不晚。
序曲：异国旋律，意外触动
大概10年前，小编开始进入到音乐脑科学的研究，一场异国的旅行让我收获了意外的触动。
在土耳其伊斯坦布尔的街头，看到一位老人正在弹奏乌德琴，这段旋律非常的陌生，又充满了异域的风情，小编觉得颇为好听，就停下来听了一会。
但没过多久，小编就发现，这位老人和旁边的听众纷纷开始落泪，而小编当时一点感觉都没有，小编非常惊异：“为什么？”我没有体会到情感的共鸣。
这让小编开始思考：音乐是否能够跨越文化的隔阂，直抵我们的内心？因此，我们开始了关于音乐与文化的研究。
前奏：文化基因，音符转译
很早以前，美国诗人Henry Longfellow说：“音乐是人类的世界语言，它可以跨越山河、跨越文化，让我们欣赏到它的美。”
而另外两位美国科学家Steven Demorest、Steven Morrison则认为，音乐的感知有文化特异性，我们能够加工那些跟我们本文化更加接近的音乐。
▲左：Henry Wadsworth Longfellow 中：Steven Demorest 右：Steven Morrison
为了回答或者验证这个理论，小编所在团队邀请了中国或者西方的志愿者被试（注：心理学实验或心理测验中接受实验或测试的对象），来到实验室做这么一个研究：听不同的音乐，他需要判断，这段音乐是来自于中国的还是西方的？它是典型的还是不典型的？
那现在请你们来当一下被试，来听第一首曲子：
大家觉得这是中国的还是西方的？它典型吗？
那我们再来听第二个：
这一首呢，它典型吗？
很正确，第一个其实是不典型的西方音乐，第二个是非常典型的中国音乐。我们如何能够有一些计算的方法，来量化一个音乐到底是中国的还是西方的，或者是不是典型的呢？
因此我们用到了大概700多首西方的民歌以及800多首中国的民歌，训练了两个计算模型：一个是模拟我们中国人脑的中国模型，一个是模拟了西方人脑的西方模型。
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▲图源：Klarlund
et al., 2023 Cognition
每个点都是一首歌，蓝色的点代表的是西方音乐，而橙色的点代表的是中国的音乐，而在那个对角线上的，是文化属性比较模糊、不典型的那些音乐。
我们大概一共选了80首让被试完成任务。发现了两个特别有趣的现象，一个现象叫做“文化距离效应”。也就是说，典型的音乐的判断正确率要好于不典型的音乐，两个音乐如果在文化距离上隔得特别远，我们就更容易分辨它。
▲图源：Klarlund
et al., 2023 Cognition
另外一个更有意思的现象，是叫做“文化适应效应”，我们也把它叫做“内文化优势”。对于一首中国音乐而言，中国的被试比西方的被试能更好地加工它，而对于一首西方音乐，西方的被试是比中国被试能够更好加工它的。
这就是说，我们对音乐的感知其实具有一个文化背景的调节，这也可以解释为什么我们喜欢国风音乐，因为国风音乐让我们加工得更容易一些。
▲音乐加工中的大脑预测模型 图源：Vuust
et al., 2022, Nature Reviews Neuroscience
那大家可能会好奇，为什么我们会有这样的文化对我们的影响呢？
其实现在的脑科学认为，我们的大脑就是一台预测机器。现在比较火的大语言模型在做的就是“next word prediction（下个词的预测）”，我们人脑在加工音乐的时候也是如此。
我们不断地基于前面听到的旋律、和声和节奏，对下一个音符进行预测，而我们人脑也会根据我们预测的结果，和实际输入的结果之间的差异——我们把它叫做预测误差，来不断地调整和优化我们大脑的内部预测模型。这个过程会影响到我们对音乐的感知，它的学习、它相应的动作处理以及相应的情感和奖赏的加工。
在这个过程当中，有很多的影响因素会影响到它，其中一个特别重要的是文化。文化对我们的影响可能开始得很早，比如当我们还是一个小宝宝，躺在妈妈的臂弯里听着摇篮曲的时候，这种文化对我们大脑的影响就已经开始了。我们已经开始潜移默化地学习和内化我们本文化音乐相应的规则，建立相应的预测模型。
这种文化对我们的影响，甚至也会体现在我们对节奏的偏好上。在这个研究当中，我们使用了一个概念，叫切分音，来操纵节奏的复杂度。切分音其实是将节奏的重音或者是加强，放在那些通常不会出现的非重要的节拍上。
这里有两个例子：一个是切分程度比较低，节奏很规则；另外一个是切分程度比较高的，节奏就没有那么规则。那么每听完一段节奏，我们需要被试判断一下，你在多大程度上想随之律动，以及你在多大程度上体会到了快感、有相应的愉悦感。
那我们先来听一听第一个切分程度比较低的：
你发现很规则，对吧？那我们再来听第二个切分程度比较高的：
这个的律动感是不是就更强一些？
我们研究确实发现，我们对律动感跟节奏的关系呈现一个倒U型的曲线，也就是说，中等程度的复杂度的节奏会带来更大的一个律动感。
▲图源：Koelsch
et al.,2019 Trends in Cognitive Sciences
而就这么一条倒U型曲线，我们发现也存在文化的差异。相比于西方人这一条蓝色的曲线，中国人这一条橙色的曲线是更加平缓的。它的意思是说，我们中国人对节奏没有那么敏感。
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▲图源：Klarlund
et al.in preparation
但是反过来我们也发现，中国人比西方人对于旋律的分辨能力要更好一些，这可能也是源于我们中国的语言，它其实是一种声调语言，它能够帮助我们迁移到对于音高的判断上去。
回到节奏上，大家想一想，为什么我们中国人对节奏没有那么敏感呢？这其实也是跟我们本文化的这种音乐类型有关系，想想我们的古琴、古筝：
▲古琴的《春江花月夜》
它们的节奏非常自由且富有弹性，而不像西方音乐一样，有非常规整的四四拍、四二拍这样的结构。回到最开始提到的土耳其音乐，它其实采用的是一种叫“阿克萨克（Aksak）”的节奏模式。它不对称，因此听上去特别有异域风情：
▲土耳其的乌德琴《The Invisible Lover》
但是这种节奏模式是我们不熟悉的，因此我们也特别难对它建立预测模型，体会到它的情感。
那我们再来听一首西方的爵士乐，爵士乐里面有非常复杂的切分音，它的律动感更强：
▲西方的爵士乐《It’s on》
不知道你是否开始点头或者点脚，开始随着音乐的节奏进行律动了？那大家有没有想过，为什么我们有这样的一些身体律动呢？这样的一些动作的参与，到底有什么样的作用呢？
主题：脑眼协同，节奏共振
已完成：40%//////////
其实在我们聆听音乐的时候，我们的身体会不自觉地跟随着音乐的节奏进行律动，这些运动的参与可以帮助我们更好地预测、加工和跟踪音乐的节奏。
除了我们的身体以外，大脑也参与了这样的节奏加工，大脑神经元的集群会以振荡的形式，与音乐的节奏同频共振。
那除了我们的大脑和身体，特别是能看见的、外显的运动以外，我们就想知道，有没有一些其他的我们没有察觉过的、看不见的一些运动形式，也参与到了节奏加工当中呢？
▲图源：Wu
et al.under review
我们最新的研究发现了一个特别好玩的现象：我们的眼睛也在参与节奏的加工。在这个研究当中，我们让被试戴着脑电帽听音乐，同时记录它的眼动。这个时候我们会发现，他们的大脑的神经振荡跟我们的音乐的节拍频率同步在进行一个运动。
比如，你会看到在1.4 Hz这个地方有一个能量的聚集，这其实就是节拍的频率。
除了大脑的同步以外，我们还发现，我们的眨眼在听音乐的时候也不是随机的，它也在跟踪音乐的节拍频率，你也能在1.4 Hz这个地方看到能量的聚集，也就是，它也在同步于音乐的节拍。大脑和眼睛居然有这样一个“神同步”，能够帮助我们更好地去预测和跟踪音乐的节奏。
发展：快感奖赏，预见多巴胺
已完成：50%//////////
我们刚刚一直在讲预测，那预测到底有什么用呢？其实预测除了帮我们更好地去加工音乐以外，它也会带来快感。
音乐快感其实来自于很多的因素，比如音符的和谐程度，节奏模式，音效和音色。很多人喜欢一个歌手就是喜欢他的音色，比如说很多人会喜欢周深的歌，产生快感。对这样的歌曲，我不知道有多少人起鸡皮疙瘩，或者呼吸变快了、心跳也加速了，这些其实都是跟音乐快感相关的生理反应。
有没有人从来没有起过鸡皮疙瘩，从来没有体验过头皮发麻的感觉？
确实有这样的一些人，他们会具有音乐快感缺失的特点，在人群中占比大概是5.5%，他们对音乐是无感的，很难跟音乐的情感产生共鸣，相应的生理反应也是减弱的。
而且这种快感的缺失是特异性的，只对音乐无感，而对其他的奖赏物，比如美食，还是依然有感觉的。他们也不存在听觉的加工障碍和“五音不全”这样的一些障碍。
对于有快感的人，这样的快感其实来自于一场精密的预测计算，当音乐的走向符合我们的预期的时候，我们大脑就会释放多巴胺等神经递质，让我们产生愉悦感。
而当这个音乐里面加入一些超出预期的惊喜和意外的时候，我们的大脑就会说：“Oh, better than expected.（超出预期了）”。这个时候就会产生正性奖赏预测误差，大脑会释放更多的多巴胺，让我们产生更强烈的愉悦感。
研究发现，我们对音乐的奖赏，其实跟信息的惊异性和信息的不确定性呈现倒U型的关系。
▲图源：Gold
et al., 2019 Journal of Neuroscience
如果一个音乐太确定，我们就会觉得很无聊；如果一个音乐太不确定，我们就很难去预测它，我们也不喜欢。所以我们喜欢的音乐，是那些在情理之中、意料之外的音乐。
大家喜欢一首歌，可能会有一个动作，叫做单曲循环。那你们有想过，单曲循环会不会影响到人对这首歌的奖赏和快感呢？
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▲图源：Gold
et al., 2019 Journal of Neuroscience
研究发现，其实单曲循环会降低整体的快感，但它不会改变倒U型的关系，我们还是会偏好那些中等程度的复杂度的音乐。
有时候，大家会在悲伤的时候，喜欢听悲伤的歌，为什么悲伤的歌也会让我们产生快感、产生愉悦呢？
其实在悲伤的情境下，大脑会更加预期听到悲伤的歌，悲伤的旋律更加符合我们大脑的预测模式，因此，我们也会产生相应的愉悦感和快感。
副歌：神经可塑，韶光凝于弦响
已完成：70%//////////
刚刚一直都在讲大脑是如何加工音乐的，但是大脑跟音乐的关系其实是双向的，我们也会关心，音乐以及音乐训练是如何作用于我们人脑的？
从18年开始，我们开始关心一个问题：毕生的长期的音乐训练，是如何改变老年人的大脑的认知的？
因此，我们开始招募一些老年的音乐家，毕生接受音乐训练的老年人，来到我们的实验室。
这个过程异常的艰辛，大家知道找这样的被试是很难的，因此我们的同学开始出现在各个公园、老年的合唱团、老年的器乐团去找被试发传单。
这个过程当中我们也收获了一些特别让我们感动的瞬间，比如图上这位老年人，他在参加我们的实验之后，特别发微博说出了他的感想，还帮我们口口相传、打广告。因此我们特别感谢所有参加我们研究的被试，特别是老年的被试。
老年人来到我们实验室一共会有两次。
第一次，我们会让他们做一些行为实验，比如做认知控制的实验，这叫“Stroop任务”。
看上面这张图，我们先来看这个字，要忽略它的语义，需要报告它的颜色。然后看下面这张图，再试着忽略它的语义，说出它的颜色。有没有发现你明显变慢了，对吧？这就是一种认知的控制。
但我们关心的是听觉方面的，所以我们做了一个听觉相关的任务，这个时候，你需要忽略听到的具体的语义是什么，需要判断的是这个音高是高还是低。我们来试一下：
低和高，对吧？很简单，那我们再试另外一种条件：
你会发现，这会儿音高和它说的具体的字是反着的，你就会觉得更难一些、更慢一些。这样的任务叫做“认知控制”。
我们发现，老年的音乐家和老年的非音乐家，在这个任务上是没有任何差异的。但是另外一个任务是关于工作记忆的，工作记忆是大脑把信息暂时储存和加工在我们大脑中一段时间的能力。
我们用了一个叫做“数字广度”的任务，接下来我会说一串数字，你们需要把它复述出来，准备好了吗？
“4-8-1-7-6-3-2”。
大家都能做到，对吧？下面，你需要反过来说：
“1-8-9-2-4-7-6”。
很多人已经跟不上了。
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▲图源：Zhang
et al., 2021 Ear & Hearing
我们发现，老年的音乐家比老年的非音乐家，成绩要明显地更好一些，也就是说，长期的音乐训练会帮助我们老年人拥有更大的工作记忆的广度。
除了这个任务以外，我们还让他们做了另外一个我们很关心的任务，是让老年人在不同的噪音背景下去识别语句。
▲图源：Zhang
et al., 2021 Ear & Hearing
我们发现，老年的音乐家是图上红色的条柱，成绩明显地好于老年的非音乐家（图上粉色的条柱），甚至达到了年轻人的水平。
▲图源：Zhang
et al., 2021 Ear & Hearing
把老年的音乐家细分成两组人，一组是器乐家，一组是声乐家，我们也会发现，这两组人之间没有什么显著的差异，但是他们会明显地好于老年的非音乐家。也就是说，长期的音乐训练会帮助老年人在一些特别复杂、特别嘈杂的环境下，更好地去加工语言。
我们也关心，在这个任务下，为什么老年音乐家做得更好呢？他的大脑到底是怎么去加工这样的任务的？
所以在第二次来实验室的时候，我们会让老年人躺进一台可以给大脑“照相”的磁共振成像仪当中，给他的大脑照一些照片，通过这样的任务，我们发现了有两个很有意思的机制，能够帮助老年音乐家更好地完成这个任务。
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▲老年人大脑功能保持与年轻人的相似性 图源：Zhang et al., Science Advances 2023
首先我们发现，相比于老年的非音乐家，老年的音乐家大脑的神经激活模式跟年轻人更加相似，也就是说老年的音乐家采用了一种跟年轻人类似的方式来加工语言。
▲老年人大脑的功能代偿 图源：Zhang
et al., Science Advances 2023
另外一种机制是，相对于老年的非音乐家，老年的音乐家会更多地调用和抑制更多的脑区，也就是说，平时这些脑区大家可能都用不上，但是它们通过了音乐训练之后，能更好地代偿性地调用这样一些脑区参与到任务当中。这两个机制是帮助老年人保持年轻态的活动，因此越学越年轻。
那多久的音乐训练是有效的呢？什么类型的音乐训练是最有效的呢？以及，被动聆听音乐是否能抗老化呢？
对于第一个问题，其实我们需要去做一些纵向的研究，比如对比短期的音乐训练，我们发现，短期比如3个月也是有效的。
第二个问题，器乐训练比较难，那么我们鼓励大家去进行合唱、进行唱歌，因为这是一个基本上人人都能做到的事情。那被动聆听有没有用呢？可能有，也可能没有，但是至少对老年人的情绪调节，音乐聆听是非常有效的。因此学习音乐，任何时候任何年龄都不晚。
尾声：奏响情歌，收获疗愈
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10年前小编给自己立了一个flag——小编一定要掌握一门乐器，所以给自己买了这把尤克里里。到现在小编还没有掌握它，它躺在角落里吃灰。
但是，小编希望听完今天的这个演讲，所有人都能拾起你们放下的乐器，开始你们的音乐训练。
希望大家都能奏响情歌，收获疗愈，这就是小编今天跟大家分享的一首小情歌，从序曲、前奏、主题发展到副歌，最后归于尾声。希望大家能够喜欢。
来源：格致论道讲坛
原标题：学乐器居然能抗衰老？给老年人大脑“拍照”后我们得出了结论|杜忆
编辑：4925
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