大脑中音乐和语言节奏之间的联系可以提供语言洞察力

神经科学家Domenica Bueti博士在演讲时间感知的重要性时，经常演奏经典咏叹调La donna è mobile的修改版本。她的朋友用钢琴演绎了朱塞佩·威尔第的作品，使用了相同的音符，但以不同的速度演奏。很少有人能辨认出曲调。

布埃蒂博士是意大利的里雅斯特国际高等研究学院(SISSA)的神经科学家，他说:“当我用正确的节奏演奏时，每个人都能认出来。”她说，人们惊讶于这两种声音的不同。

从散步到运动，处理时间对许多日常活动都很重要。它有助于协调动作，比如知道什么时候打网球。

布埃蒂博士正在研究我们的大脑如何理解从几百毫秒到几秒不等的短时间间隔。例如，我们在听音乐时感受到的是短暂的持续时间。它们对于理解语音也至关重要，因为音节和单词之间的停顿会影响意思。

“我们利用语音中的规律来预测如何语言将会展开，这对语言习得波茨坦大学的神经科学家艾伦·兰格斯博士说白在德国。“当婴儿还不懂一种语言时，他们可以利用节奏线索来理解单词从哪里开始，以及单词是如何组成句子的。”

我们的大脑是如何感知时间的——因此节奏-仍然是个谜。尽管大脑中有专门的区域来接收和解码感官信息，比如我们看到和听到的信息，但其他区域似乎也参与了处理时间。但这些区域是如何交流的——以及它们用来处理持续时间的机制——尚不清楚。同样，我们仍然不知道相同的机制是否处理不同类型的节奏信息，如语音和音乐。

朗格斯博士说，更好地理解这一点将有助于揭示言语节奏和音乐之间是否存在联系。如果是这样的话，音乐训练也会受益语言技能他补充道。

节奏

兰格斯博士和他的同事们研究了大脑如何处理语言和音乐中的节奏RHYTHMSYNC．

之前的研究试图测量反应时间，比如随着节拍敲击，或者直接观察大脑活动。但是研究小组采用了一种新颖的方法，使用眼球追踪——一种比大脑扫描更便宜的技术——来观察人们的瞳孔是否随着节奏而变化。

兰格斯博士说:“这是自发的，所以我们不需要告诉参与者按一定的节奏敲击，或者同步他们的行为。”“这是大脑自动做的。”

在试验中，参与者单独听演讲或音乐，然后在两者之间切换。研究小组发现，志愿者的瞳孔会随着有节奏的节奏搏动，无论这节奏是来自演讲还是音乐。

这表明大脑使用相同的机制来处理音乐和演讲中的节奏，并且它不会在时间层面上区分不同的刺激。

不过，还有一些细节需要确定。演讲和音乐在节奏上是不同的。在音乐中，时间间隔是有规律的，而在语言中则不然。

兰格斯博士说:“现在我们要做的是，看看大脑在感知语言节奏时是如何应对这种变化的。”

该团队目前正在研究大脑如何感知与母语节奏不同的外语。

通过对母语为德语的人进行眼球追踪实验，他们将观察他们处理意大利语和法语语音的能力，这两种语言的音节时长大致相同。然后他们会比较荷兰人和波兰人的看法。在这两种语言中，重读音节之间的时间间隔是相同的。

时间图

在布埃蒂博士和她的同事们在今年的研究中取得了新的突破之后，我们对大脑如何处理短节奏持续时间有了更多的了解这表明时间地图存在于大脑中．

该图谱位于辅助运动区(SMA)，这是大脑皮层中参与运动控制的一部分。当志愿者看着屏幕上闪现的图像时，使用功能磁共振成像扫描他们的大脑，发现了这一现象。他们的大脑当他们决定在两张图片中展示哪一张的时间更长时，活动就会被记录下来，持续时间从200毫秒到3秒不等。

该地图是一种地形表示，处理相似时间的神经元彼此接近。位于地图前部的神经元在最短的时间内被激活，而较长的时间则延伸到地图后部。

当他们使用图像时，布埃蒂博士预计时间图会出现在视觉皮层中。然而，它在运动相关区域的存在与其他区域(如小脑或基底神经节)的作用是一致的，这些区域涉及处理时间。

“我认为，这可能是因为我们感知时间的方式与运动有关，与感知或运动层面上发生变化的某种东西有关，”布埃蒂博士说位．

最近的研究表明，大脑也有一张感知数字的地图。Bueti博士希望研究这两幅地图之间的联系。她还想确定时间地图是从出生时就存在的，还是经验的副产品，并计划通过对成人、婴儿和新生儿进行fMRI扫描的实验来探索这一问题。

语言

事实上，能够确定婴儿的节奏感知也有助于早期识别语言问题。

孩子在学习阅读时通常会发现困难。兰格斯博士说:“在非常年幼的婴儿中检测异常的语言发育是很困难的，因为很少有预测因素。”

他和他的同事们对5个月和6个月大的婴儿进行了眼球追踪实验，以观察瞳孔的变化是否反映了他们对节奏的感知。他们目前正在分析数据。

如果音乐和语言的节奏感知确实是有联系的，那么一个无法与节奏同步的婴儿长大后可能也会发现阅读困难。兰格斯博士说，眼球追踪节奏测试可以帮助预测未来的语言技能。

使用布埃蒂博士和她的同事发现的时间地图，还可以更好地识别以计时异常为特征的某些病症。例如，患有精神分裂症和帕金森氏症的人有时间缺陷。

的时间图通过观察健康个体与有疾病的人的差异，可以帮助诊断。“这是未来需要探索的东西，”布埃蒂博士说。