迷戀音樂的腦

天然的樂器(用金屬或木材等自然物質做成的樂器)往往同時以數種頻率發出能量，原因出在內部分子結構的振動方式，假設我發明了一種樂器，與目前已知的任何樂器都不同，同時間內只發出一種頻率的能量，我們不妨把這種假想的樂器稱為"聲音產生器"。若把一堆產生器排成一列，並使每一產生器發出一種指定頻率，讓整排產生器發出的頻率恰等於某件樂器發出某個音。例如吉他發出的某個音的所有組成分子(起音&泛音&各高低赫茲..)聽者便會以為聽到的是吉他所發出的音，再控制各產生器的振幅來發出指定的音量，以符合吉他所有的泛音組合。這樣的做法，(additive synthesis)就可以模擬任何樂器，

音流是音色的另一個面向,指樂音開始演奏之後的變化。鐃鈸和鑼有很多音流 , 發聲之後會有很大幅度的變化 ; 小號的音流就比較少 , 奏出樂音後相對穩定 。 此外 , 樂器的音色在不同音域間略有變化, 也就是說, 同一件樂器奏出的高音和低音 , 音色並不相同 。 當史汀(sting)唱起(羅珊)(Roxanne), 接近他的最高音域時 ,那緊繃 、 尖細的聲音所傳達的情緒是他在低音域所無法呈現的 , 就像我們在 < 你的每一次呼吸>(Every Breath You Take)開頭所聽到的比較從容 、 充滿渴望的聲音 。 史汀唱到較高音域時 , 聲帶帶會變得緊繃 , 彷彿表達急切的懇求之意 , 低音部分則隱含一種心痛的感受 ' 彷彿積鬱已久，卻尚未達到極限。音色不單只是樂器所產生的聲音 , 作曲家也利用音色作為創作元素。 作曲家選用某些樂器 (或樂器組合) 來表達特定的情緒, 傳達某種氛圍或意境。柴可夫斯基的《胡桃鉗組曲 》有一段 < 中國舞 > , 開頭的巴松管音色十分詼諧。爵士樂手史坦 • 蓋茲(stan getz)、以薩克斯風吹奏 ( 雨天 , 情傷 > (here's that rainy day)一音色充滿知性之美 · 若以鋼琴取代滾石樂團 ( 滿足)satisfactionu一曲中的電吉他,色不斷重複同一段主旋律。若說到著名的吉他手吉米·罕醉克斯,令我們印象最深的,應屬他的歌聲與電吉他的音色。亞歷山大•史克里亞賓(alexander scriabin)和拉威爾等作曲家都形容自己的作品就像聲音的繪畫,音符和旋律相當於形狀和形式,音色則等同於色彩和陰影。流行樂界有不少詞曲創作人(如史提夫•汪達、保羅·賽門和林賽·白金漢)也如此比喻作曲,在他們眼中,音色的角色正相當於視覺藝術中的色彩,能夠區隔為不同旋律所塑造的形狀。然而,音樂終究與繪畫不同，音樂具有動態,會隨著時間變化,讓音樂不斷前進的是節奏和節拍如同引擎,驅動著所有音樂 。 入類的祖先最早很可能就是運用節奏和拍子創造出原始音樂 。 如今在傳統部落的鼓聲 , 與各種前工業文化的儀式中仍能窺見這樣的傳統 。 時下的音樂聆賞行為 , 是以欣賞音色為主 , 然而節奏對聽者擁有無上的影響力,且歷史更為久遠。
我知道大家都很忙，可是還是要分享...神經科學家將聲音拆解成各種成分,研究其中數種c成分分別由大腦的哪些區域進行處理;音樂理論家則探討每種成分如何形塑聆聽音樂所帶來的美感體驗 。 然而音樂成功與否,實則取決於這些要素彼此之間的關係 。 作曲家和音樂家極少將這些要素分開處理,他們知道若要改變節奏 , 往往也需要改變音高、響度 , 或是搭配節奏的和弦 。 有一種研究方法專門討論這些要素之間的關係 , 這種方法可追溯至十九世紀晚期與稍後的完形心理學( Gestalt psychology)。

一八九○年,克里斯汀 · 艾倫費爾斯 (ChristianvonEhrenfels) 發現任何人都有將旋律「移調」的能力 , 且視之為理所當然 , 他對此感到十分困惑 。 所謂的移調,就是用不同曲調或不同音高唱奏歌曲 。 例如唱(生日快樂歌) 時, 大家會跟著起頭的人唱,通常起頭的人會以自己習慣的任意音高開始唱、這個音高可能不是音階中的固定音,例如起音可能落在c和升c之間,但幾乎不會有人注意這件事,或者也不在乎。若一週內讓你唱ㄑ生日快樂歌)三次,你可能每次都會唱出完全不同的音高,而每一組音高都可稱作另一組的「移調」。
有一些科學家對此現象很感興趣，(即整體不等於各要素的總和)。因此也不能別要的角度來了解整體的性質"「完形」的意是統合的整體形式 、 可用於藝術或非藝術物件。你可以 把「完形」想 成一座吊橋 、光是看纜繩、 縱梁、 螺栓和鋼樑等個別構造 、 很難了解這座吊橋的功能和用途、唯有全部件在一起時、我們才能理解一座吊橋如何不同於以相同組件構成的其他物體,如起重機。同樣地 、 畫作中的各樣要素如何彼此連結,也對作品最的樣具有重大影響"人臉(便是典型的例子、如果蒙娜麗莎的五官保持相同的模樣,卻落畫布各處、失去應有的配置、就不會成為日後我們所知的那幅名畫。

旋律是由特定的音高組合而成 , 然而當這組音高全數遭到替換 、 聽者卻仍可認出這段旋律,完形心理學家對此感到好奇 , 卻始終找不到令人滿意的理論解釋為何形式永遠重於細節、整體永遠勝於組件。無論用哪一組音高演奏旋律 , 只要音高之間的關係維持不變,旋律也相同 。 以不同樂器演奏, 聽者仍能認出這旋律;用原本的一半或兩倍速度演奏、或者同時改變樂器與演奏速度,聽者還是能毫無困難地認出這歌。影響深遠的完形心理學派之所以形成,就是為了要解決這個問題。這些完形心理學家始終未能找出問題的解答,卻建立了一套規則、讓我們深刻理解各種視覺元素的組織方式,這套規則日後出現於所有心理學的人門課程、即 "群組的完形原則" 。

對認知科學家來說 , 「心智」指的是每一個人體現思想、希望、欲望、記 、信仰和經驗的部分 · 另一方面 , 大腦則是身體的器官 , 身體充了細胞、液 、化學物質和血管 , 並攀附骨架而生 。 大腦一活動 , 心智便有所感知 · 認知科學家有時會將大腦類比為電腦的中央處理器等硬體,而心智是中央處理器運算的程式或軟體·性能大致相同的硬體可以述不同的程式,而彼此非常相似的大腦也會生完全不同的心智。
笛卡兒的「二元論」是西方哲學傳統之一、迪卡兒認為心和大腦是種各自獨立的存在,二元論者聲稱心智早在個體出生前、大腦還沒開始思考時就已存在,也就是說,大腦是心智的工作工具、協助執行心的意志、活動肌肉,並維持身體的恆定狀態。對多數人而言、心智確實是十分斶特的存在,絕非只是一連串神經化學反應。我感覺得到自我的存在、感覺。 那麼 , 我怎 能將自己化約成神經細胞的軸突 、 樹突和離子通道? 「我 」 應該比這複雜得多。但這種感覺也可能只是一種錯覺 , 就像地球感覺起來像是靜止不動而非繞著軸線每小時旋轉一千六百公里 。 如今 , 大多數科學家和哲學家相信大腦和心智是一體的兩面, 有些人認為兩者根本沒有區別 · 今日的主流觀點認為,思想、信仰和經驗 , 全都是大腦神經元以一定模式活化 ( 電化學活性 ) 的表現 。 大腦停止運作 ,心智便消失 , 但大腦依然存在 , 只不過可能是存放在某間實驗室的罐子裡,不再思考。
神經心理學家的研究結果證實大腦與心智是同等的存在 , 他們已掌握腦部不同區域的功能 。 有時中風 ( 腦中血管阻塞導致細胞死亡) 、腫 、 頭部創傷或其他創傷 , 都會傷及大腦的某個區域 · 有許多案例是大腦特定區域受創,導致病患喪失特定的心智或身體功能 ,綜合數十個甚至數百個這類病歷 , 便可看出特定腦部區域的損傷會連結至特定的功能喪失 , 於是我們便能得知各個腦部區域應是參與或負責執行哪一種功能 。
一百多年來 , 這類神經心理學研究為我們畫出了大腦的功能分布圖 , 並扌旨出特定認知行為的發生部位 。 目前普遍認為大腦是個運算系統 , 而我們可以用電腦來比喻人腦 。 神經元網絡對來自外界的資訊進行運算 , 並將運算結果統合為各種思想、決定、 認知 , 最終形成意識 , 各種周圍神經系統則負責處理不同的認知層面 " 左耳後上方維尼克區受創 , 會造成病患難以理解口說語言;頭頂的運動皮質受傷的病患則無法順利活動手指;大腦中央的海馬複合體( hippocampal complex) 受創 , 會使患者無法形成新的記憶, 卻能保有受傷前的完整記憶;前額後方的腦區受創 , 則會導致人格劇烈變化 , 令患者喪失某些人格特質 。 大腦中產生特定心智功能的區域獲得定位 , 科學界也就握有強力論據 , 主張大腦與思維相關 , 甚至是思維的根源 。
自從一八四八年鐵路工人費尼斯·蓋吉(( Phineas Gage)在一起道爆破施工的意外中,遭鐵棍由左頰貫穿頭部, 造成大腦腹側區受創,蓋吉雖撿回一命,卻從此性情大變)。遭鐵棒穿腦的案例後,我們已知額葉與自我及人格有密切的關聯。然而到了一百五十年後的現在,我們對人格和神經結構的了解依然相當模糊。我們尚未找到「耐心」在大腦中的位置。但也無法定位{忌妒}{慷慨}，而且，似乎永遠沒有尋獲的一日。大腦的各個區域具有不同的構造與功能，但構成複雜的(人格)的區域顯然分布於整個大腦。我們由僅有的十二個音(姑且不論八度音)創造了歷來所有歌曲,而且未來也將繼續譜出新曲。我們可在每個音之後接續演奏另個音,或重複同樣的音,或來個休止符,如此就產生了十二種組合,而每一種組合又可接續產生另外十二種組合。若把節奏納入考量,而每個音都可持續任何一種長度,音的組合就會以更快的速度暴漲。 大腦的運算能力大致上是拜這巨碩的連結能力所賜,而後者則是因大腦採取平行處理 (而非串聯處理) 程序而生 。 串聯處理的大腦會像是一條裝配線 , 訊息將沿著心智輸送帶傳送至腦中各處 , 大腦各區域會分別處理訊息的每個部分 , 再將之傳送至下一站進行下一項處理 。 電腦便是以這種方式工作 。

當你從網站下載音樂 、 查詢某市的天氣、儲存正在工作的檔案 , 電腦會一次執行其中一項,由於電腦作業速度飛快,結果像是三件工作在同一時間內執行完畢 (即平行處理) , 實則不然 。 反之 , 大腦則能同時執行多樣工作 , 重疊各種程序並平行處理 。 我們的聽覺系統也是以平行方式處理聲音訊息 , 我們能夠同時認出音高與發聲來源,負責這兩件工作的神經迴路會在同一時間找出答案。其中一組迴路如果先找出答案,會將得到的訊息送往相關的腦部區域,讓這些區域先開始使用這項資訊。當另一組處理迴路完成工作,而這較晚送達的資訊會影響聲音解讀,大腦會「改變心意」,更新其判斷結果。我們的大腦會不斷更新判斷結果,尤其是接收視覺與聽覺刺激時,更新頻率可高達每秒數百次,而我們卻毫不覺察·
以下這個比喻可以幫助你了解神經元如何連結彼此。想像某個星期天早晨,你獨自坐在家中,心中沒有太多情緒,既不特別高興,也不特別悲傷, 不生氣、興奮、嫉妒,也不緊張,只有幾分平靜。你有一群保持聯繫的朋友, 你可以打電話給任何一人。我們可以假設你的每位友都是一個維度,他們會強烈地影響你的情緒。舉例來說,你知道若你打電話給漢娜,她會為你帶來快樂的心情。和山姆談話會使你難過,因為你們有共同的朋友過世了,而山姆會讓你想起那件事。和卡拉談話則使你感到平靜而安詳,因為她的聲音有種慰藉的力量,讓你想起數次和她坐在美麗的森林裡,沐浴在陽光與冥想之中。與愛德華談話讓你覺得活力充沛,與譚美談話則令你緊張。你可以拿起話筒,與任何一位朋友聯繫,從而引發一種特定的情緒。

你可以擁有成千上百位這類「一維」的朋友,每一位都能喚起你特定的記憶、經驗或情緒狀態,這些人便與你形成連結,與他們接觸會改變你的情緒或狀態。如果你同時與漢娜和山姆談話,或者與其中一位談完就換另一位, 而漢娜讓你覺得快樂,山姆令你悲傷,則最後你會回到原本的狀態,也就是沒有太多情緒。不過我們可以加入一項微小的差別,即這些連結的權重或影響力,也就是你在特定時刻與某人親近的程度。權重決定了每個人會對你造成多少影響,如果你覺得漢娜與你的親近程度是山姆的兩倍,那麼當你與漢娜和山姆分別聊了同樣長的時間後 , 你依然會覺得開心 , 雖然不像只與漢娜談話那麼開心 , 因為山姆為你帶來了些許悲傷 , 但那也只把漢娜給予的快樂減去一半而已。
再者 , 想像所有的朋友都能彼此交談 , 這樣一來 , 他們所處的狀態也會受到某種程度的變化 。 雖然漢娜是個性格開朗的人 , 但若與悲傷的山姆談話 , 她的開朗也會受到影響 。 假設活力充沛的愛德華剛與緊張兮兮的譚美聊完 , 在這之前譚美則與好妒的賈斯汀通過電話 , 這時你打給愛德華 , 便可能會感受到一種前所未有的複雜情緒 , 可能是種令人緊張的妒意 , 讓你得花很大的力氣 , 消彌這情緒。

大腦與心智 , 作用不一樣。不同的大腦構造也可產生相似的思維。例如一隻狗叫「影子」, 大腦組織無論在解 剖學或神經化學層面都與我的大腦極不相似,當牠餓 , 或者腳掌受傷 , 牠的腦部神經活化模式不大可能與我的大腦在相同狀態下的活化模式有多少栮似 。 然而我相信 , 牠感受到的心智狀態必然與我大致相似。
在此必須釐清一些錯覺和誤解 。 許多入 (甚至包含其他領域的專家者)都直覺性地認為大腦會對世界產生近乎 「同形」 (isomorphic)的心智表徵，提出這概念的是完形心理學家 , 他們認為 , 如果你看著一個正方形你腦中活化的神經元也會排列成正方形 。 很多人也直覺性地認為 , 當你看一棵樹,腦中某處必然也呈現出樹的影像 , 或許正是 「 看到樹 」 這件事 , 讓腦中受到活化的神經元排列成樹的形狀,甚至有根也有葉 。 當我們聽到想像一首自己喜愛的歌曲時,感覺就像是大腦正在用 「 神經元揚聲器 」播放這首歌。
丹尼特和神經學家拉瑪錢德朗 ( Ⅴ、S、Ramachandran ) 曾經強力駁斥這樣的〕覺判斷是有問題的 。 如果某物的心智表徵 (無論是真實所見 , 或憑記憶想像)確實構成一幅圖像 , 則我們的心智或大腦必須有某個部分能看到那個圖丹尼特表示,這意味著視覺景象會映現在某種心智的劇院銀幕上 。 如果為真,則劇院的觀眾席上必然有人盯著銀幕,將這個圖像納入麼這個人會是誰?所謂的心智圖像又是什麼模樣?我們很快便限循環。同樣的論證也可用於聽覺。我們都同意,心智就像擁有一座音響系統,我們可以讓腦中的音樂加速或減速播放,就像我們能夠對心智影像作放大 、 旋轉一般 , 因此我們不免認為 , 人的心智好像真的擁有一組家庭劇院，
然而這樣的推論在邏輯上必然導致無限循環,因此不可能為真
還有一種錯覺是 , 我們以為只要打開雙眼,必然能夠看見 , 當鳥外啁唙 , 我們立刻就能聽見 。 感官的察知在腦中形成心智表徵,將外在再現於我們腦袋裡 , 而且過程如此快速 、 不留痕跡,彷彿不費吹灰之實這是一種錯覺 。 我們之所以擁有這些知覺 , 事實上是神經元經過一長作的結果 , 而我們誤以為這些心智圖像都是即刻產生的。這種強烈的錯覺展現在很多方面 , 過去我們認為 「地球是平的 」 就是一例 , 我們認為世如同自己所知所感,則是另外一例。
事實上 , 早在自亞里斯多德的時代 , 人們就知道知覺系統會扭世界的感知 。 史丹佛大學知覺心理學家羅傑 · 薛帕曾說,知統在正常運作的情形下 , 會扭曲我們的所見 、 所聞 。 我們透過各項感界互動 , 正如英國哲學家洛克所言 , 我們對世界的認識全都來自我們的聽覺 、 嗅覺 、 觸覺與味覺 , 自然會認定世界正如我們所感知。然而許多實驗證明世界不完全如我們所感 。 我們的聽視覺系統會自動補全或填人不存在的訊息。為什麼大腦要這樣做?最合理的猜測是「演化適應」使然。我們所接收的視覺與聽覺訊息,多半會有部分缺漏 , 以狩獵、採集維生的人類祖先可能會看到一隻半掩於樹後的老虎,或從周遭樹葉的沙沙聲中隱約聽見獅子的吼聲, 我們接收到的聲音和景象往往受到環境的遮掩與干擾,而只能傳遞部分訊息 。 知覺系統若能復原這些缺失的訊息,則可協助我們在危險關頭快速做出決定 。 與其待在原地細心分辨兩次吼聲是否來自同一隻獅子,還不如趕快逃。
聽覺系統也有一套補全訊息的方式、認知心理學家理查·瓦倫清楚地證實了這點。他錄下一句話:「這項議案獲得個州議會通過。」然後從錄音帶上剪去句子的一部分,再用相同長度的一段白噪音剪去的那段。瓦倫讓許多人聆聽變造過的錄音,幾乎每位受試者都說自己同時聽到句子與白噪音,但有非常高比例的人無法辨認噪音出現的時間點!覺系統把缺失的囗語訊息填補起來 , 因此整個句子似乎完好無缺。

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