音乐对情绪影响的脑电机制初探

王静梅，钱 靓，卢英俊

（浙江师范大学杭州幼儿师范学院发展认知神经科学实验室，浙江杭州 310012）

音乐是人类通过特定的音响结构来实现思想感情的表达与交流的一种重要形式，它通过刻画典型环境中的典型情感和意境来言志抒情[1]。因此，自20世纪90年代以来，相关领域的研究者便利用科学的方法来探知音乐对人类情绪的影响。神经科学发现，音乐是一种可用来研究情绪的有效工具[2]。与此同时，脑电信号是人脑神经元活动的综合表现，利用脑电使得各类研究更具说服力。音乐对情绪影响的脑电机制研究就是以音乐为刺激诱发情绪，将获得的脑电数据作为分析手段而进行的科学研究。

1 音乐、情绪与脑电的概述

1.1 音乐

从物理学和生理学角度来说，音乐是有规律的机械波，是一种存在于时间里、由物理结构（空气分子的振动）形成的一种现实存在，是一种具有一定频率、节奏和强度的声波振动。由于音乐是通过听觉直接作用于脑神经（脑神经是特指脑内13对传导神经）的，因此，它能激起一系列心理反射，这种有序的活动将有助于脑功能的不断强化，以培养各种良好的心理素质[3]。

1.2 情绪

情绪是一种由客观事物与人需要相互作用而产生的包含体验、生理和表情的整合性心理过程[4]。情绪是主观的，总是同个人的需要和动机有着密切的关系，如人的某种需要得到满足或目的没有达到时，他将会产生愉快或者难过等感受。因此，情绪是客观事物是否符合个体的需要所产生的态度体验，是人脑对客观事物与人的需要之间关系的反映。

1.3 脑电

大脑皮层的神经元具有自发生物电活动，这种活动在头皮被记录下来称为脑电图，即EEG[5]。目前，国际上将脑波按其频率分为：δ波 （0.5～3 Hz）、θ 波 （4～7 Hz）、α 波 （8～13 Hz）、β 波 （14～30 Hz）、γ 波 （35 Hz以上），δ和 θ 波称为慢波，β和γ波称为快波。不同脑电波对应着不同的生理和心理状态。

δ波是正常人脑较少记录到的高幅低频慢波，多见于深睡眠状态，脑皮层神经元处于放松状态，不参与信息处理的过程。

θ波是当平静放松并开始困倦时出现的，是向睡眠状态转化期间出现的中低幅慢波，较常在海马处记录到，与记忆过程有关。

α波是一种低幅同步波，是在正常安静状态、清醒闭目时记录到的主要波形，一般认为α波与放松状态和大脑的准备活动有关，是大脑皮质处于清醒安静状态时脑电活动的主要表现。

β波是高频低幅的不同步快波，一般大脑思考问题或进行智力活动时α波会转化为β波，它反映的是人脑的警觉状态，是大脑皮质兴奋的表现[6]。

脑波的频率会随着年龄的不同而发生变化，如3岁以下幼儿以δ波为主，3～6岁幼儿以θ波为主。随着年龄增长，α波逐渐增多，到成年人时以α波为主。正常成年人在清醒、安静、闭眼时，脑波的基本节律是以枕部的α波为主，其他部位则是以α波间有少量慢波为主。

2 音乐对情绪的影响

心理学研究表明，人的情绪复杂而不易自我控制，但人们可以借助多种活动来缓解和调节，而音乐的作用最为独特。它通过人声或乐器发出的旋律、节奏音响直接刺激人的听觉，让人们自觉或不自觉地接受音乐所要表现的思想感情或某种情绪的强烈感染。

音乐对人情绪的作用主要表现在：音乐可使人在心理和生理上形成独有的认知和情感体验。当人们在进行音乐实践活动时，会被音乐的外在构成与内在情感所吸引，并随即产生出特有的、异样的、积极而丰富的情绪体验[7]。音乐可以诱发许多种不同的情绪，对于大多数人来说，听音乐的主要动机即情绪诱发，而诱发出来的情绪在被试之间有很高的一致性；另一方面，音乐不仅可以诱发不愉快的情绪，而且还可以诱发愉快的情绪[8]。

然而，音乐的类型和曲风不同，对人的情绪的影响也是不同的。曾有一项研究以同曲不同风的音乐（《阳关三叠》的筝曲和埙曲）作为情绪刺激源，成功诱发了被试的两种完全不同的情绪，即悲伤和愉快，并且无性别差异。

然而，音乐对人的这种身体和心理的变化是能够借由脑电图进行深入式展现的，下面将作一介绍：

3 音乐影响情绪的脑电研究

3.1 音乐加工是大脑的一种活动

德国莱比锡人类认知与脑科学研究中心的研究指出，音乐活动的丰富性决定了音乐是研究脑功能最理想的工具。Schmidt和Kansok利用磁共振成像和脑磁图、脑电图、事件相关电位观测了大小调中的完全终止和弦和不完全终止和弦的脑反应差异。脑电图记录显示不协和和弦刺激后，右前部出现负电位事件相关电位（ERAN）。同时发现，这种事件相关电位还出现在儿童和非音乐家的脑电图上，表明音乐加工是人脑的一种基本能力。

3.2 听音乐时的脑电变化

Altenmüller等[9]用皮层直流脑电图研究发现，在听音乐时双侧的额颞区被广泛地激活。Iwaki等[10]研究发现，在听音乐时，脑电的变化主要集中在额区。有学者研究表明，在音乐状态下，脑电能量在α段呈明显减少趋势，在θ段呈增加趋势，而且其变化主要集中在前额颞区和中央区。国外学者也得出了类似的结果，他们发现，与不愉快的音乐相比，愉快的音乐能使额中区出现更多的θ波。Fried[11]在研究中也指出，音乐可以使得低代谢的、与觉醒相反的状态有所加强，即α波增多。

3.3 不同情绪状态下的脑活动差异

Cole和Ray在1985年及Stenberg在1992年的研究中都证实了在不同的β段上，快乐和悲伤所引起的在颞叶或右颞叶上的活动是很不稳定的，而且低频率的β活动与情绪加工有关。Clarke和Triolo在1996年的研究中发现，与悲伤情绪相比，在额区上，快乐所激活的 β19（19.50～25.45 Hz）的活动更强烈，而在高β段上，快乐比悲伤更能激活额区、中央区和枕区的活动。在这两种情绪中，β40（37.4～41.7 Hz）在右中央区和顶区也被显著地激活。同时另有研究发现积极、消极、中性情绪状态与大脑不同的神经活动有关，积极情绪通常与左后脑的脑电活动有关。

国内学者以音乐为刺激对情绪感知与脑电α功率之间的联系进行研究，得出结论：①在额区的正、负极性情绪中，强度强的情绪所对应的α功率相对小于强度弱的情绪；②脑电α功率与情绪极性有关，且受情绪强度的调制。

3.4 不同类型的音乐影响情绪时的脑电差异

脑科学研究表明，不同类型的音乐对人的情绪影响是有差异的。Blood和Zatorre在1999年用正电子发射断层扫描（PET）探测情感加工的相关神经区域。他们检测出不协和音能激活脑边缘系统，并引发不愉快的情绪反应；反之，协和音联系着大脑愉快区域，被试报告了音乐的正效应。他们在实验结论中强调了协和音只能激发额叶的神经回路；而Schmidt在2005年使用PET和fMRI技术探测了在两种正负情绪效应（愉悦或不愉悦）音乐的加工过程中脑边缘系统和旁边缘系统的活动。他发现规则的和声音乐能引发脑电活动的改变，激活杏仁核，而这便是大脑掌管情绪加工的区域。他在研究中指出，已有大量研究证明了特定音乐引发情绪体验时激活了边缘系统和旁边缘构造，但旁边缘构造各自的功能尚不清楚。

综上所述，音乐影响情绪的脑电研究已有了初步的成果，但是该领域仍需要更进一步的系统研究。

4 音乐对特殊儿童的治疗作用

音乐治疗是一种用特定的音乐信号和它所转换成的其他能量作用于人体，达到治疗疾病、保健的方法，是一种“愉快的自然疗法”。治疗中所用的音乐可以对神经中枢的广泛区域产生影响，使中枢各功能区间以及中枢与外周各器官之间的活动协调一致。对于非先天的特殊儿童，音乐治疗可以使其混乱的心理过程恢复到原来的有序状态；而对于先天障碍者同样有着启动、构建其中枢心理生理有序化，或矫治其混乱无序过程的作用[12]。目前，音乐治疗正广泛应用于对特殊儿童的治疗中。

有研究表明，自闭症、多动症、语言发育迟缓等特殊儿童时常会表现出一定的情绪和行为问题[13]。我国学者金野等[13]利用可视音乐治疗系统先后以自闭症儿童、多动症儿童、唐氏综合征儿童、低视力儿童为研究对象进行实验，结果发现，该方法对多种特殊儿童的情绪与行为问题都能起到缓解作用，并使其症状向着良性的方向发展。

Standley研究也表明，音乐运用于情绪障碍、行为障碍、多动症等多种特殊儿童的教育和治疗中，可以有效增强期望行为的频度，减低非期望行为的频度，且前者较后者更为明显。Scott在一次对多动症儿童的研究中发现，课堂中引入背景音乐能够镇定他们的情绪，其中轻音乐对“多动症”学生的作用很大。他在四种不同的条件下对多动症儿童进行数学测试，发现有背景音乐引入教室的学生们显得安静并更富有创造力。Savan在一些时常发怒或有干扰行为的需要特殊教育的儿童中播放莫扎特音乐，也发现儿童行为的变化很大，逐渐变得心平气和，易于合作。张潜翻译了国外学者的研究，对9～10岁的10名具有频繁干扰行为的幼儿进行音乐特殊教育，发现在音乐背景下，这些幼儿的干扰行为有了明显的减少，而且他们中大部分的成绩也有了提高，其中有一组情感障碍和行为障碍的学生在做数学题时，不守纪律行为的出现频率也明显下降。

总之，我们生活在一个受多元文化影响的时代，我们对特殊儿童的教育也应该是多元的。除了正规的学校教育、特殊机构教育外，我们也可以利用音乐对其作辅助教育，对其进行思想和行为的矫正，为其生活质量的提升作出更大的贡献。

5 展望

音乐存在于世界的各个角落，已成为人们生活中必不可少的元素之一。音乐优美的声波可以提高人的注意力，使人不易疲劳；同时音乐声波传递的能量能刺激中枢神经，对大脑起到“理疗”作用；聆听音乐可以促进大脑中脑啡肽的分泌和释放，而这也是支撑人的记忆和思考能力的关键特质等[14]。总之，音乐对人的情绪的影响是多方面多角度的，而其形式也是多种多样的。发展认知神经科学认为，人类情绪的产生源于对各种内外部刺激的直觉加工，但目前情绪诱发的整个过程的具体脑机制尚不清楚。用音乐来诱发情绪就为这个问题的解答提供了独特的视角。

综上所述，目前关于音乐对情绪影响的脑电机制方面的研究还较少且不深入，其中某些问题如音乐引发的情绪与对应脑波的变化规律之间的关系等问题仍需进一步研究。类似如“不同类型的音乐对儿童情绪舒缓作用的脑电差异”等研究，将为缓解发展过程中儿童的心理压力、纠治特殊需要儿童等带来新的启示，而其意义和价值不言而喻。

[1]黄卫平.经典音乐对大学生情绪影响的实证研究[D].长沙∶湖南师范大学,2007.

[2]赖永秀,高婷婷,吴丹,等.音乐情绪感知的脑电研究[J].电子科技大学学报,2008,3(2)∶302-304.

[3]徐威,郑玉香.试谈音乐艺术教育对大学生心理健康的影响[J].教学研究,2005,28(3)∶6.

[4]刘贤敏.中国古典音乐诱发情绪的生理活动研究[D].南京∶南京师范大学,2006.

[5]代景华.音乐和海涛声对大学生脑电影响的实验研究[D].石家庄∶河北师范大学,2005.

[6]北京师范大学,东北师范大学.人体解剖生理学[M].北京∶高等教育出版社,1990∶108-109.

[7]徐威,郑玉香.试谈音乐艺术教育对大学生心理健康的影响教学研究[J].教学研究,2005,28(3)∶1.

[8]孙亚楠,刘源,南云.音乐对情绪的影响及其脑机制的相关研究[J].自然科学进展,2009,19(1)∶45.

[9]Altenmüller E,Schürmann K,Lim VK,et al.Hits to the left,flops to the right∶different emotions during listening to music are reflected in cortical lateralisation patterns[J].Neuropsychologia,2002,40(13)∶2242-2256.

[10]Iwaki T,Hayashi M,Hori T.Changes in alpha band EEG activity in the frontal area after stimulation with music of different affective content[J].Percept Mot Skills,1997,84(2)∶515-526.

[11]Fried R.Integrating music in breathing training and relaxation∶II.Applications[J].Biofeedback Self Regul,1990,15(2)∶171-177.

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[13]金野,汪佳蓉,李立勤,等.特殊儿童可视音乐治疗系统的构建与应用[J].中国特殊教育,2008,48(5)∶7.

[14]阎茹.音乐爱好对生活质量和人格影响的研究[D].广州∶广州中医药大学,2006.