根据人工智能，为什么音乐能让我们有感觉

在一篇新论文中，南加州大学计算机科学家和心理学家组成的团队合作研究了音乐是如何影响你的行为、感觉和思考的

你的心跳加快，手掌出汗，你大脑中被称为Heschl回的部分像圣诞树一样亮起来。你可能从来没有想过，当你听音乐时，你的大脑和身体会发生什么变化音乐以如此详细的方式

但有一个问题困扰了科学家们几十年:为什么像音乐这样抽象的东西会引起如此一致的反应?在一项新的研究中，南加州大学的一组研究人员在人工智能的帮助下，调查了音乐是如何影响听众的大脑、身体和情绪的。

研究小组观察了心率、皮肤电反应(或汗腺活动)、大脑的活动以及一组志愿者在听三段不熟悉的音乐时的主观快乐和悲伤感受。

在研究的74种音乐特征中，研究人员发现动态、音域、节奏和和声尤其有助于预测听众的反应。

该研究的主要作者蒂姆·格里尔(Tim Greer)说:“从整体上看待音乐感知，使用各种不同的音乐预测器，让我们对身体和大脑对音乐的反应有了前所未有的了解。”他是计算机科学博士生，也是南加州大学信号分析与解释实验室(SAIL)的成员。

对比很重要

在他们的发现中，研究人员指出，音乐强烈地影响了大脑听觉复合体中被称为Heschls' gyrus和颞上回(复数:gyri)的部分。

具体来说，大脑会对脉搏的清晰度或节拍的强度做出反应(简单地说:在听Lady Gaga的“Bad Romance”时，你的脑回看起来会很活跃)。

他们还发现，动态、节奏和音色的变化，或者新乐器的引入，都会带来反应的上升。换句话说，对比至关重要。例如，当动态或“响度”发生变化时，脑回就会激活。

“如果一首歌从头到尾都很大声，就不会有很多动态变化，这种体验就不会像作曲家改变音量那样强大，”格里尔说，他自己也是一名演奏萨克斯和键盘的作曲家。

“歌曲作者的工作是在三分钟内带你坐上情绪的过山车，而动态变化是实现这一目标的方式之一。”

所以，如果你在听一整张专辑的黑色金属，声音总是很大，你可能不会听到回应。但如果你在听涅槃乐队的《Smells Like Teen Spirit》，这首歌从安静的歌词到响亮的副歌，然后又回到了原来的状态，那就完全是另一回事了。

研究小组还发现，皮肤电反应——基本上是一种汗液的测量——在引入新乐器或音乐渐强开始后会增加。

格里尔说:“当每个新仪器进入时，你可以看到皮肤的集体反应出现峰值。”

此外，在音乐中最刺激的时刻之前，歌曲的复杂程度有所增加。从本质上讲，歌曲中使用的乐器越多，回应的人就越多。(想想迈克·奥德菲尔德(Mike Oldfield)的《管铃》(管铃)的第一部分，这首歌通过增加更多的乐器来达到高潮。)

最悲伤的音符是什么?该奖项颁给了小音阶的升7音。研究发现，一首歌中G小调中的f#音符与较高的悲伤评分呈正相关。

这可能就是为什么在动物乐队的《旭日之屋》(House of the Rising Sun)中，叙述者的痛苦几乎是显而易见的，它使用提高的小音阶七度来开始每一段越来越情绪化的诗句。

新领域

在这个实验中，研究小组选择了三段没有歌词、也不是很熟悉的情感音乐，所以听众的情绪反应中没有记忆的元素。(例如，拔智齿时播放的背景音乐可能会扭曲你的感知。)

在神经成像实验中，40名志愿者听了一系列悲伤或快乐的音乐节选，同时用核磁共振成像对他们的大脑进行扫描。这项研究是由南加州大学多恩西夫文理学院心理学助理教授Assal Habibi和她的团队在南加州大学大脑与创造力研究所进行的，她的团队包括目前在哥伦比亚大学的博士后学者Matthew Sachs。

为了测量身体反应，60人戴着耳机听音乐，同时测量他们的心脏活动和皮肤电导。同一组人在听音乐时还对情绪强度(快乐或悲伤)从1到10进行了打分。

然后，计算机科学家使用人工智能算法处理数据，以确定人们对哪些听觉特征的反应一致。

过去，神经科学家试图更好地理解音乐对身体、大脑和情绪的影响，他们分析了很短时间内的核磁共振脑部扫描——例如，观察大脑对两秒钟音乐的反应。

相比之下，在这项研究中，科学家们使用算法来分析实验室收集的数据，他们不仅可以通过脑部扫描，还可以结合其他模式的数据，来观察人们在较长时间内听音乐时的感受。

“新颖的多模态计算方法不仅有助于在大脑和身体层面阐明人类对音乐的情感体验，还有助于将它们与个人的实际感受和表达体验联系起来，”研究合著者、Niki和C. L. Max Nikias工程主席、电气、计算机工程和计算机科学教授Shrikanth (Shri) Narayanan教授说。

感觉良好

除了帮助研究人员确定适合锻炼、学习或睡眠的歌曲播放列表外，这项研究还具有治疗应用——音乐已被证明可以缓解焦虑、缓解疼痛，并帮助残疾人或痴呆症患者。

哈比比说:“从治疗的角度来看，音乐是一种很好的诱导情绪和改善情绪的工具。”

“通过这项研究，我们可以设计音乐刺激来治疗抑郁症和其他情绪障碍。它也帮助我们理解情绪是如何在大脑中被处理的大脑．"

研究人员表示，未来的研究将着眼于不同类型的音乐如何积极地影响我们的情绪反应，以及作曲家的意图是否与听众对音乐的感知相匹配。

这篇题为《音乐对人类神经、生理和情感体验影响的多模态观点》的论文于10月22日在ACM多媒体会议上发表。

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