科学家们首次发现人类大脑中存在一种只会对歌唱做出反应的神经元细胞 ， 而这种细胞不对其他类型的音乐做出反应 。 在听觉皮层中发现的这种神经元细胞似乎对人的声音和音乐的特定组合有反应 ， 但对正常的讲话或乐器产生的音乐没有反应 。
人脑中参与处理听觉信息和记忆编码颞叶
这项新的研究发表在《当代生物学》 同一团队通过功能性磁共振成像(fMRI)技术上在之前的研究中发现人类的大脑神经元可以对音乐产生响应 ， 这种技术可以通过测量大脑的血流量来表征神经活动 。
“在人类认知神经科学的大多数方法中 ， 你无法看到或表征神经细胞的活动 ， ”麻省理工学院认知神经科学教授南希·坎维舍尔说 。 “我们可以收集的大多数数据都可以告诉我们 ， 这是一个大脑的一部分 。 但这样的结果是非常有限的 ， 我们想知道这些数据究竟代表了什么 。 ”
【当我们听到歌声时，大脑中有一群神经元会发光】现在更进一步 ， 研究小组可以收集大脑表面的脑电活动记录 ， 这更加精确 ， 但有一个问题：它必须在颅骨内进行 。 高分辨率的数据是通过放置在颅骨内的电极记录大脑电信号活动得到的 ， 这种方法又被称为“脑皮层电流描记法” (ECoG) 。 ECoG通常不能在人类身上进行 ， 因为它是一种侵入性的过程 ， 通常它只被用于监测即将接受手术治疗癫痫的癫痫病患者 。
一些患者在手术前已经接受了几天的监测 ， 以确定癫痫发作的原因 。 他们同意为科学研究而采用ECoG测量大脑活动 。 在这种情况下 ， 15名参与者听了科学家几年时间里收集到的165种声音 ， 这与早期功能磁共振成像研究中使用的声音相同 。
诺曼·海纳尔是麻省理工学院的前研究员 ， 现在是美国罗彻斯特大学医学中心的神经科学助理教授 ， 他解释说:“我们发现有一种神经元对唱歌有反应 ， 而在它附近的另一种神经元对很多音乐都有反应 。 “在功能磁共振成像fMRI的尺度上 ， 它们如此接近以至于你无法将它们分开 ， 但通过ECoG的颅内记录我们获得了额外的信息 ， 我们相信这是让我们能够将它们分开的东西 。 ”
利用他们开发的一种新的统计分析技术 ， 研究人员能够推断出产生反应的神经元 。 诺曼·海纳尔说:“当我们将这种方法应用到数据结果上时 ， 我们发现这种神经反应模式只对唱歌有反应 。 这是一个我们真的没有预料到的发现 ， 所以它在很大程度上证明了该方法的整个要点 ， 即揭示你可能想不到的潜在新事物 。 ”
在研究的第二部分 ， 研究人员开发了一种新的数学方法来结合ECoG和fMRI的数据结果 。 因为功能磁共振成像可以覆盖更大的大脑区域 ， 这使得研究人员能够精确地确定对唱歌做出反应的神经群体的位置 。 这个地方是颞叶的顶端——语言和音乐的大脑区域附近 ， 这个区域可能是应对唱歌的感知或者单词之间的交互和感知 。
未来 ， 研究小组希望更多地了解唱歌的哪些方面引起了这些神经元的反应 。
本文参考cosmosmagazine文章 ， “Brain pleasers: the neurons that respond tosinging” ， 如有兴趣还可查阅原文 。
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