音乐训练可以促进认知功能的发展,能影响大脑结构和功能连接的可塑性。本文以不同训练阶段、不同训练类型为线索,选择具有代表性的三种不同类型的音乐训练,包括初期的普及型训练、专业大学生的器乐训练和专业作曲家的音乐创作训练,研究音乐训练对人脑多种认知功能、脑结构以及脑功能连接的影响。1.采用量表和行为实验,针对可能处于音乐训练“关键期”儿童(平均年龄78个月,SD=4.30),系统采集250个中国小学生5年半时间的学业相关数据,运用多水平模型分析儿童的音乐成绩、第一语言(中文)成绩、第二语言(英文)成绩、数学成绩以及智力与训练的关系,并检测是否存在显著的“时间×组”交互效应。应用独立的协方差分析,在母亲受教育程度恒定条件下比较具有音乐训练经验的儿童(音乐儿童)和没有音乐经验的儿童(非音乐儿童)在每学期的成绩。用双变量相关分析检测儿童最终成绩和音乐训练经验(持续接受音乐训练的时间和每周接受训练的时间)、母亲受教育程度、智力以及音乐训练前成绩之间的相关性,并用回归分析探讨了这些因素的独特作用。针对第一语言,第二语言、数学成绩和智力,研究了长期音乐训练和学习成绩之间的关系。结果发现,音乐儿童的音乐成绩和第二语言显著优于非音乐儿童,此外,尽管音乐训练似乎和第一语言,第二语言以及数学成绩相关,但音乐训练并非单独影响第一语言和数学成绩。我们的研究解释了音乐训练对非音乐认知的传递效应。2.利用评分量表,考察长期接受以五度相生律和五声调式为基础的中国民乐训练的大学生(平均年龄21岁)和非音乐专业大学生(平均年龄24岁),对以西方十二平均律和大调式为基础的调性音乐和无调性音乐的敏感性;利用工作记忆范式,研究音乐专业大学生(音乐家)和非音乐专业大学生(非音乐家)分别在调性音乐、无调性音乐和无音乐条件下完成视觉工作记忆任务的成绩。结果显示,音乐家对调性和无调性的区分度评价上没有显著差异,而非音乐家对两种音乐的区分度评价具有显著差异,这说明长期的音乐训练可能导致音乐家具备更高的听觉感受阈值,从而对调性音乐和无调性音乐的差异更不敏感;对于工作记忆任务,音乐家用更少的时间,取得了更好的工作记忆任务成绩,这说明音乐训练对工作记忆能力的提高具有促进作用。此外,音乐家在调性音乐背景下的反应时间比在无调性音乐背景下的更长,这可能是因为中国民乐演奏家对西方十二平均律大调式音乐的处理包含了更复杂的过程,中西方律制和调式差异可能会吸引他们大脑的资源进行处理,此外调性音乐旋律中的句法关系和调式音程关系的稳定和不稳定,也可能会引发音乐期待的成分,因此留下用于完成记忆任务的认知资源减少。3.在专业音乐家层面,作曲家是一个比较独特的类别。因为创作好的音乐作品,不仅需要创作者进行足够的作曲技术训练,还需要具备用音乐表达情感的能力,并能够将作曲技术与音乐表现力作有效结合。本研究中,我们利用功能磁共振成像获取了17名作曲家(平均年龄27.18岁)静息态和作曲任务态的数据,比较了他们在两种状态下的脑功能网络连接。结果发现,在想象作曲任务状态下,作曲家的双侧视觉皮层和双侧中央后皮层的功能连接减弱,而前扣带回、右侧角回和双侧额上回的功能连接增强。这说明在作曲过程中,视觉和运动功能区的整合可能不参与真正的音乐创作,这些区域的神经元被集中起来增强前扣带回和默认模式网络间的功能连接,从而达到作曲过程中音符和情感结合的目的。综上所述,我们选取不同训练程度(初期的儿童、中期的专业大学生、成熟期的职业音乐家)的被试,分别考察了其学业成绩、认知行为和影像特征。三个方面的研究表明,不同的训练(普及型训练、演奏训练、音乐创作训练)均可导致大脑的可塑性变化,包括脑结构和脑功能的变化,揭示了不同阶段的音乐训练均有其重要意义,值得进一步深入而系统地进行研究。