為什么人們聽音樂后很有感覺？

　　音樂是一種非常有感染力的東西，讓人感同身受或興奮不已。當你聽音樂的時候，身體和大腦會發生一些變化——心跳加快，手掌出汗，大腦的顳橫回（Heschl's gyrus）就像圣誕樹一樣亮起來。但是，為什么像音樂這樣抽象的東西會引起人們的共鳴呢？這個問題困擾科學家幾十年。

　　南加州大學的研究小組對音樂如何影響聽眾的大腦、身體和情感展開研究。利用與動態、音色、和聲、節奏和音域相關的聽覺特征，借助人工智能，研究者預測聽者在聽音樂時，大腦在雙側顳橫回和顳上回同步活動；生理反應表現為皮膚電反應和心臟活動；而情感體驗則以連續的、主觀的描述形式從聽者群體中采集。

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片段——悲傷短歌、悲傷長歌和開心的歌，以確保聽眾的情緒反應中沒有任何記憶元素。神經成像實驗中，在40名志愿者聽一系列悲傷或快樂的音樂片段的同時，用核磁共振掃描他們的大腦，計算動態受試者間的相位同步(intersubject phase synchronization, ISPS)。

一名在聽肖邦的《降E大調夜曲》志愿者大腦的fMRI掃描圖

　　在身體反應測試中，研究者讓60個志愿者（其中男性24人，女性36人，平均年齡19.5歲）用耳機聽音樂，同時用BIOPAC MP150 系統測量他們的心臟活動和皮膚電導反應（skin conductance response，SCR）。

聽開心的歌對應的SCR圖

　　計算機科學家利用人工智能算法對數據進行分析，以確定人們對哪些聽覺特征的反應是一致的。研究者認為TPA(Temporal Pattern Attention)是個不平穩的信號，更適合模擬情緒反應。采用十分制讓志愿者邊聽歌，邊給聽到的歌曲作出情感評價。

悲傷短歌的情感評價

　　過去，神經科學家在很短的一段時間內分析了核磁共振腦部掃描，而現在，利用算法分析實驗室收集的數據，科學家們能夠觀察人們在較長時間內聽音樂時的感受。

　　心理學助理教授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刺激，同時它也幫助我們更好地理解情緒是如何在大腦中被處理。