音樂(lè )是一種非常有感染力的東西，讓人感同身受或興奮不已。當你聽(tīng)音樂(lè )的時(shí)候，身體和大腦會(huì )發(fā)生一些變化——心跳加快，手掌出汗，大腦的顳橫回（Heschl's gyrus）就像圣誕樹(shù)一樣亮起來(lái)。但是，為什么像音樂(lè )這樣抽象的東西會(huì )引起人們的共鳴呢？這個(gè)問(wèn)題困擾科學(xué)家幾十年。南加州大學(xué)的研究小組對音樂(lè )如何影響聽(tīng)眾的大腦、身體和情感展開(kāi)研究。利用與動(dòng)態(tài)、音色、和聲、節奏和音域相關(guān)的聽(tīng)覺(jué)特征，借助人工智能，研究者預測聽(tīng)者在聽(tīng)音樂(lè )時(shí)，大腦在雙側顳橫回和顳上回同步活動(dòng)；生理反應表現為皮膚電反應和心臟活動(dòng)；而情感體驗則以連續的、主觀(guān)的描述形式從聽(tīng)者群體中采集。DOI: 10.1145/3343031.3350867研究小組挑選了三首不含歌詞、不太熟悉的情緒化音樂(lè )片段——悲傷短歌、悲傷長(cháng)歌和開(kāi)心的歌，以確保聽(tīng)眾的情緒反應中沒(méi)有任何記憶元素。神經(jīng)成像實(shí)驗中，在40名志愿者聽(tīng)一系列悲傷或快樂(lè )的音樂(lè )片段的同時(shí)，用核磁共振掃描他們的大腦，計算動(dòng)態(tài)受試者間的相位同步(intersubject phase synchronization, ISPS)。一名在聽(tīng)肖邦的《降E大調夜曲》志愿者大腦的fMRI掃描圖來(lái)源于：南加州大學(xué)大腦與創(chuàng )意學(xué)院在身體反應測試中，研究者讓60個(gè)志愿者（其中男性24人，女性36人，平均年齡19.5歲）用耳機聽(tīng)音樂(lè )，同時(shí)用BIOPACMP150 系統測量他們的心臟活動(dòng)和皮膚電導反應（skin conductance response，SCR）。計算機科學(xué)家利用人工智能算法對數據進(jìn)行分析，以確定人們對哪些聽(tīng)覺(jué)特征的反應是一致的。研究者認為T(mén)PA(Temporal Pattern Attention)是個(gè)不平穩的信號，更適合模擬情緒反應。采用十分制讓志愿者邊聽(tīng)歌，邊給聽(tīng)到的歌曲作出情感評價(jià)。過(guò)去，神經(jīng)科學(xué)家在很短的一段時(shí)間內分析了核磁共振腦部掃描，而現在，利用算法分析實(shí)驗室收集的數據，科學(xué)家們能夠觀(guān)察人們在較長(cháng)時(shí)間內聽(tīng)音樂(lè )時(shí)的感受。心理學(xué)助理教授Habibi補充道，利用這項研究，我們可以設計用于治療抑郁癥和其他情緒障礙的音樂(lè )刺激，同時(shí)它也幫助我們更好地理解情緒是如何在大腦中被處理。[1] Why music makes us feel, according toartificial intelligence
[2] Timothy Greer et al. A Multimodal View intoMusic's Effect on Human Neural, Physiological, and Emotional Experience,Proceedings of the 27th ACM International Conference on Multimedia - MM '19(2019).
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