尋找聲音的腦內旅程:臺大認知神經科學 研究本屆金鐘獎科學節目獎大放異彩

今年金鐘獎的科學節目獎,頒給東臺傳播公司的《生命旅程—Hello Brain!》,這部影片由科技部補助、世新大學監製、臺灣與法國共同製作。在三集的節目裡面,第二集「尋找聲音的腦內旅程」的腦科學研究於臺灣大學電機一館的「核磁共振造影/光譜實驗室」進行,這集影片讓社會大眾一窺「音樂腦」的奧秘,也讓本校的神經生物與認知科學研究中心的影響力從學院延伸到社會。臺大十年前成立中心並持續推動跨領域整合,就是希望將身體、心靈與文化的探討,冶於一爐,使得人文社會科學的議題,諸如文學、音樂、藝術、宗教等心靈活動,能夠透過生醫工程技術的協助,在腦神經運作中,開拓出一片新天地,更重要的是瞭解在本土的族群或文化中,心腦互動是否展現任何特色。

「尋找聲音的腦內旅程」的腦科學研究,由東臺傳播公司與本校音樂所的蔡振家副教授構思出兩個實驗主題。第一,卑南族歌手紀曉君想要知道聽眾如何受到她的歌曲所感動,瞭解音樂對於大腦的影響;第二,電影《練習曲》的主角東明相雖然有聽力障礙,卻希望學習唱歌。以上這兩個腦造影實驗,皆由本校電機系陳志宏教授所領導的磁振造影團隊執行,並且分析數據。

第一個實驗以三首臺灣卑南族的歌曲作為刺激材料,希望探討音樂聆聽經驗的個體差異。聆聽同一段音樂時,不同的聽眾可能會有不同的感受,造成這些差異的原因相當複雜,除了個人的音樂品味之外,還有文化背景、族群差異等因素。這項腦造影實驗的受試者有三位:漢族歌迷、卑南族歌迷、非歌迷(漢族),刺激材料為卑南族歌手紀曉君所演唱的〈神話〉、〈復仇記〉、〈南王系之歌〉。在這三位受試者裡面,漢族歌迷與卑南族歌迷都極為熟悉而且喜愛這些歌曲,非歌迷則不熟悉也不喜愛這些歌曲。

〈神話〉的實驗結果顯示,只有卑南族歌迷的眼眶額葉皮質(orbitofrontal cortex)會跟右腦聽覺皮質產生密切互動,該腦區跟評價、內省(introspection)、懷舊、參照自我的心理活動(self–referential mentation)、思緒飄盪……有關。〈神話〉這首歌曲談的是文化傳承,本實驗中的卑南族歌迷,事後含淚表示,此曲讓她省思自我與族群的關係、卑南族文化的未來,甚至在懷舊之餘進行道德評價。此項實驗中的漢族歌迷雖然也熟悉每一句歌詞的意義,但是他並沒有像卑南族歌迷一樣,對於文化傳承議題產生許多攸關自我的思考。

〈復仇記〉的實驗結果顯示,只有卑南族歌迷的腹側前扣帶皮質(ventral anterior cingulate cortex)跟右腦聽覺皮質(auditory cortex)密切互動,其中腹側前扣帶皮質跟負面情緒的調控(regulation of negative emotions)有關。對於卑南族人而言,〈復仇記〉的背後是一個具有社會功能的儀式,在該儀式中演唱此曲,是為了讓族人解除恐懼,激起殺氣,為慘遭割首的同伴復仇。本實驗中的卑南族歌迷表示,聆聽此曲時進入了復仇情緒之中,但漢族歌迷並沒有這樣的感受,這個主觀報告與腦造影結果十分吻合。

〈南王系之歌〉這首歌曲經常在族人歡聚時演唱,在場的群眾經常隨著音樂一同跳舞。在聆聽〈南王系之歌〉之際,僅有卑南族歌迷額葉的前運動區(premotor area)跟右腦聽覺皮質密切互動。以往有實驗指出,快樂奔放的音樂會活化腦中的前運動區,而本實驗則顯示,僅有卑南族歌迷對〈南王系之歌〉產生這樣的反應。另外,在聆聽此曲之際,只有卑南族歌迷左腦顳葉前端跟右腦聽覺皮質密切互動,這可能顯示出卑南族歌迷對於此曲的「虛詞」有獨到的掌握。臺灣有許多原住民歌曲都以虛詞來演唱,這種虛詞並沒有明確的語意,但搭配旋律後卻能傳達深刻的感受,本實驗首度發現,左腦顳葉前端參與歌曲中虛詞的處理。由於這項議題涉及南島語族歌曲的特質,未來還有待深入研究。

第二項實驗希望探討聽障者在學習唱歌與說話時,腦神經活化型態的特質。這項研究證實了過去的一些發現:聽障者在唱歌時比一般人更倚賴咽喉的感覺回饋,聽障者在念子音時比一般人更倚賴唇、齒、舌的感覺回饋。