研究發現人們對音樂音高的感知因文化而異

2021-01-07 艾德醫訊

智利教皇天主教大學的助理教授愛德華多·恩杜拉加（Eduardo Undurraga）對玻利維亞雨林的Tsimane部落成員進行了音樂音高感知實驗。

習慣於聽西方音樂的人（基於以八度音階組織的音符系統），通常可以感知相同但在不同寄存器中演奏的音符之間的相似性（例如，高C和中C）。問題是這是一種普遍現象還是一種因音樂暴露而根深蒂固的現象。

這個問題很難回答，部分原因是很難找到尚未接觸過西方音樂的人。現在，由麻省理工學院和馬克斯·普朗克經驗美學研究所的研究人員領導的一項新研究發現，與美國居民不同，居住在玻利維亞雨林偏遠地區的人們通常不會感覺到兩個版本之間的相似之處在不同的寄存器（高或低）上演奏的音符。

研究結果表明，儘管每個「 C」的頻率之間存在著自然的數學關係，但是無論演奏哪個八度，在聽到基於八度的音樂後，大腦只會被這些相似性所調和。在麻省理工學院的腦與認知科學系。

也是麻省理工學院McGovern成員的麥克德莫特說：「很可能存在一種傾向於八度音階關係的生物學傾向，但是除非您在基於八度音階的系統中接觸音樂，否則似乎不會意識到這一點。」腦研究所和腦，精神與機器中心。

該研究還發現，玻利維亞部落成員Tsimane'和西方人的確可以準確區分的音符頻率上限非常相似，這表明音高感知的這一方面可能與音樂經驗無關並由生物學決定。

麥克德莫特（McDermott）是該研究的資深作者，該論文發表在9月19日的《當前生物學》雜誌上。諾裡·雅各比（Nori Jacoby）是該論文的主要作者，前麻省理工學院的博士後現已成為馬克斯·普朗克經驗美學研究所的小組負責人。其他作者是智利天主教大學的助理教授愛德華多·翁杜拉加（Eduardo Undurraga）；Malinda McPherson，哈佛大學/麻省理工學院語音與聽覺生物科學與技術專業的研究生；Joaquin Valdes，智利天主教大學研究生；智利天主教大學的助理教授Tomas Ossandon。

八度分開

關於如何感知音樂的跨文化研究可以揭示生物學限制與塑造人類感知的文化影響之間的相互作用。麥克德莫特（McDermott）的實驗室在Tsimane部落成員的參與下進行了幾項此類研究，他們與西方文化相對隔離，並且很少接觸西方音樂。

諾裡·雅各比（Nori Jacoby）是麻省理工學院前博士後，現在是馬克斯·普朗克經驗美學學院的博士後。圖片來源：Josh McDermott

McDermott及其同事在2016年發表的一項研究中發現，西方人和Tsimane'對和弦或音符組合的審美反應不同。在西方人看來，C和F＃的組合非常刺耳，但是Tsimane的聽眾認為該和弦與西方人認為更令人愉悅的其他和弦（如C和G）一樣可口。

後來，Jacoby和McDermott發現西方人和Tsimane'都被簡單的整數比例所構成的音樂節奏所吸引，但基於他們所聽音樂中更常見的節奏，他們喜歡的比例卻有所不同。

在他們的新研究中，研究人員使用一種實驗設計研究了音高感知，其中他們演奏非常簡單的音調，只有兩個或三個音符，然後請聽眾將其唱回去。演奏的音符可能來自人類聽覺範圍內的任何八度音階，但聽眾會在其聲音範圍內演唱他們的反應，通常僅限於一個八度音階。

西方聽眾，尤其是那些訓練有素的音樂家，傾向於重現該曲調，使之精確到其聽到的聲音之上或之下的八度，儘管沒有特別指示。在西方音樂中，同一音符的音高隨著每個八度音階的增加而加倍，因此頻率為27.5赫茲，55赫茲，110赫茲，220赫茲等的音調都被當作音符A聽到。

這項研究中的西方聽眾都住在紐約或波士頓，他們準確地複製了ACA之類的音序，但音調卻不同，好像他們聽到的音符有八度一樣。但是，Tsimane'沒有。

雅各比說：「相對音高得到了保留（在系列中的音符之間），但是Tsimane產生的絕對音高與刺激的絕對音高沒有任何關係。」 「這與我們在接觸西方音樂時所獲得的東西相似的觀點是一致的，在西方音樂中，八度在結構上非常重要。」

雅各比說，可以通過與自然音調不同的其他人一起唱歌，或者與在不同音高範圍內演奏的樂器一起唱歌來提高在不同八度音階中重現相同音符的能力。

感知極限

研究結果還闡明了人類對音高感知的上限。長期以來，眾所周知，西方聽眾無法準確地區分高於4,000赫茲的音高，儘管他們仍然可以聽到高達20,000赫茲的頻率。在傳統的88鍵鋼琴中，最高音調約為4,100赫茲。

人們推測，由於音高感知的基本限制，鋼琴的設計只能達到如此高的水平，但麥克德莫特認為相反的情況可能是正確的：也就是說，這種限制在文化上受到很少樂器的影響。產生高於4,000赫茲的頻率。

研究人員發現，儘管Tsimane的樂器通常具有遠低於4,000赫茲的上限，但Tsimane的聽眾可以很好地分辨高達4,000赫茲的音高，這是由這些音高間隔的精確演唱複製所證明的。超過該閾值，他們的感覺就崩潰了，這與西方聽眾非常相似。

雅各比說：「各組看起來幾乎完全一樣，所以我們有一些證據證明音高受到生物學限制。」

對此限制的一種可能解釋是，一旦頻率達到大約4,000赫茲，我們內耳神經元的發射速率就無法跟上，並且我們失去了區分不同頻率的關鍵提示。

雅各比（Jacoby）和麥克德莫特（McDermott）現在希望將他們的跨文化研究擴展到很少接觸西方音樂的其他人群，並希望對Tsimane'中的音高感知進行更詳細的研究。

麥克德莫特說，這樣的研究已經表明，除了受西方教育，相對富裕的大學本科生以外，將研究參與者包括在內是最有價值的，這些大學是大多數關於感知的學術研究的對象。通過這些更廣泛的研究，研究人員可以弄清楚僅檢查一個單一的同類組時無法看到的不同感知要素。

麥克德莫特說：「我們發現跨文化的相似之處，但似乎很多人認為在不同文化和聽眾之間是很常見的事情之間確實存在驚人的差異。」 「這些經驗上的差異可能導致感知的不同方面分離，從而為您提供感知系統的組成部分的線索。」#清風計劃##健康真探社#

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