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猴子喜欢柴可夫斯基吗?

本周的博客是由客座博主Liz Ashforth撰写的。这一次,利兹在神经科学领域发现了一项研究,揭示了包括人类在内的不同灵长类动物的大脑对音乐的反应。

猴子喜欢柴可夫斯基吗?为了解决这个问题,最近发表在《自然》杂志上的一项研究自然神经科学将人类大脑的功能磁共振成像(fMRI)反应与猕猴听音乐进行比较。

猴子会欣赏音乐吗?为了找到答案,研究人员比较了猕猴和人类的fMRI大脑扫描。

脑部扫描显示猴子如何处理音乐

新罕布什尔州公共广播电台(NHPR)揭示了这一有趣的发现这次采访贝维尔·康威他是美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究员山姆Norman-Haignere她现在是哥伦比亚大学的博士后研究员。对人类来说听起来像音乐的东西,对猕猴来说可能只是噪音。

在处理视觉信息方面,人类和猴子几乎是一样的。因此,在听觉感知上看到这些差异是令人惊讶的。这一发现表明,虽然人类已经开发出对音调和音调敏感的大脑区域,这有助于处理与音乐相关的声音,但猴子却没有。

Norman-Haignere说:“演讲和音乐都是高度复杂的、结构化的声音。我们完全有理由相信,大脑已经发展出了与这些结构高度协调的区域。在我们的遗传密码中,有一些东西使得这些区域以现在的方式发展,并被定位在它们所处的位置,这似乎是合理的。也可能是这些大脑区域在儿童听音乐和说话时发育。”

人类和猴子之间的这种差异,以及人类察觉音调和音调细微变化的能力,对于传达和感知情感至关重要。它允许人类仅仅通过听到一个人语气的变化来解读情感。

非侵入性的功能磁共振成像分析

诺曼-海格内尔参与的麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)此前进行的一项研究设计了一种新的大脑成像方法。通过对听觉皮层的数学分析,并将具有类似激活模式的大脑细胞分组,科学家们发现了几乎只对音乐作出反应的神经通路——任何音乐。当播放一段音乐时,听众的听觉皮层的沟壑中会有一组截然不同的神经元产生反应。相比之下,其他声音——犬吠声、汽车打滑声、冲厕所声——则使音乐电路保持不变。这些结果发表在杂志上神经元

对听音乐的人进行核磁共振扫描,可以看到大脑中有反应的区域。图片来源:Kul Bhatia/Science Source

在新的研究中,Conway, Norman-Haignere和几位同事使用功能磁共振成像技术来监测6个人和5只猕猴在通过耳机听一系列声音时的大脑活动。

功能磁共振成像是一种非侵入性技术,通过不同类型的物理感觉(如视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉)对大脑区域的激活进行成像。fMRI扫描使用与MRI扫描相同的基本原理,但扫描代谢活动,而MRI扫描创建解剖结构的图像。

有些声音更像音乐,音调变化明显。对人类的扫描显示出非常清晰的反应,而对猴子的扫描则没有显示出这样的反应。

MATLAB采用广义线性模型回归分析并进行相应的排列检验。要了解更多,您可以找到用于fMRI分析的通用代码GitHub

与声学测量的分量相关性。图片来源:Norman-Haignere等人。

这项研究显示了人类和猴子在欣赏音乐的能力上的一个重要区别。与噪音相比,人类的大脑区域更偏爱和声。猴子们没有。

看来猴子们在短时间内不会喜欢柴可夫斯基了!

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