音乐旋律如何唤醒大脑记忆与预测能力？Nat Commun：科学家揭示大脑在识别和预测音乐旋律时的工作机制，以期开发新型筛选工具

你是否曾经历过“只听一首歌曲的一小段就立刻知道接下来的歌词是什么？”或者“在几个音符之后就能跟上节奏，学会了歌曲的节奏”？

近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Spatiotemporal brain hierarchies of auditory memory recognition and predictive coding”的研究报告中，来自丹麦奥胡斯大学等机构的科学家们通过研究揭示了当我们识别并预测音乐旋律时，我们的大脑会发生什么？

当我们打开音乐播放器，最喜欢的音乐开始播放时，我们的大脑会以一种复杂的模式做出反应，随后大脑中处理声音、情绪和记忆的区域就会被激活。在前馈和反馈回路中，我们的听觉皮层会首先对声音做出反应，并将信息传递到大脑中的其它区域，比如参与记忆形成的海马体和帮助注意力和情绪处理的扣带回区域（cingulate gyrus），这一系列联动，让我们很快识别出歌曲中熟悉的旋律，并开始下意识预测接下来的节奏、歌词，这也使得听音乐成为了愉快的心灵之旅。

科学家有望利用音乐研究揭示大脑的预测能力

图片来源：Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48302-4

了解我们大脑对音乐的反应在理解机体认知功能方面发挥着关键作用，研究者Leonardo Bonetti阐述道：“我们的发现为理解大脑如何处理音乐、如何预测音符的接续提供了重要线索，进而深化了我们对认知功能的整体认知。”这些洞察不仅对探究大脑健康至关重要，更为研究衰老及疾病如痴呆症对认知能力的影响开辟了新的路径。通过剖析大脑如何响应《波西米亚狂想曲》（Bohemian Rhapsody）或童年记忆中的旋律，科学家们有望及早识别痴呆症的蛛丝马迹。

从长远来看，这些研究发现或能帮助开发新型筛选工具——仅通过人们在听歌和识别音乐时的大脑活性，就能准确检测出具有潜在患痴呆症风险的个体。

这项研究中，研究团队对83名参与者在音乐欣赏过程中的脑电活动进行了详尽分析，为进一步探索奠定基础。他们设想，未来的研究将揭示随年龄增长或认知衰退，上述大脑机制会如何演变，更深层次的理解将助力开发创新干预方案，以提升认知能力和改善神经疾病患者的生活品质。

总而言之，这项研究通过提供意识记忆与音乐旋律预测处理中大脑层次结构的量化证据，为我们理解认知的神秘面纱揭开了一角。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Bonetti, L., Fernández-Rubio, G., Carlomagno, F. et al. Spatiotemporal brain hierarchies of auditory memory recognition and predictive coding. Nat Commun 15, 4313 (2024). doi：10.1038/s41467-024-48302-4