音乐训练促进面孔识别：认知及神经机制研究

Our pilot data showed that the ability of face recognition is higher for musical expert than for musical novice. In order to further explore this phenomenon, the present study will investigate it （comparing musical expert with musical novice ）in multiplicate experimental paradigms by using behavioral, ERP and fMRI measures. We will answer the following scientific problems: (1) can the positive effect of musical training on face recognition be proved by multiplicate experimental tasks with behavioral,ERP and fMRI measures? what is the character of this effect on behavioral and neural responses?(2) What is the cognitive and neural mechanisms underlying this effect? The present study can (1) enhance our understanding of the efficacy of music, and provide scientific guidance for musical education; (2) enhance our understanding of the neural mechanism of face recognition; (3) prove that human face-processing system is plastic, and provide a new suggestion or method for treating the prosopagnosia,exploiting the potential of brain,and developing creativity.

本课题组前期的预实验初步发现音乐专家的面孔识别能力要显著高于非音乐家。为深入探索这一研究发现，本项目研究将采用多种实验范式，结合行为、ERP及fMRI技术，并通过横断的对比研究（音乐专家与非音乐家）系统考察音乐训练对面孔识别的促进作用及其认知神经机制。本项目将回答以下两个科学问题：(1)音乐训练对面孔识别的促进作用能否通过多种实验范式和多种技术手段得到验证，其有着怎样的行为及神经反应特点？(2)音乐训练对面孔识别的促进作用是通过何种认知机制起作用，其有着怎样的神经基础？本项目研究：(1)能加深我们对音乐功效的认识，为当前的音乐教育提供科学依据；(2)丰富面孔识别研究领域的成果，加深了我们对面孔识别神经机制的理解；(3)从大脑可塑性角度，揭示人类面孔识别系统具有很强的可塑性，并为面孔失认症的治疗与康复、大脑潜能的开发以及创新能力的培养提供新的思考和途径。

音乐训练能引起大脑皮层广泛区域结构及功能的变化，这些变化在一定程度上解释了为什么音乐训练能促进个体广泛的认知能力的发展。以往研究发现长期音乐训练可能通过改变面孔加工相关脑区的结构和功能，而对面孔识别产生影响。本项目从音乐训练对一般认知活动的促进作用以及面孔识别的大脑可塑性出发，采用行为和认知神经科学技术，旨在揭示音乐训练对面孔识别的促进作用，并进一步探讨其背后的神经机理。. 本项目重点考察的内容为音乐训练对面孔识别的促进作用及其认知神经机制。我们采用ERP技术首先考察了音乐经验对视觉情绪图片认知加工的影响。研究结果发现，音乐诱发的情绪经验对不同情绪效价图片有着不同的调节作用。随后的研究我们采用脑电时频分析技术和准稳态响应实验范式，发现音乐专家与非音乐专家不但在低级感知觉加工上存在差异，在高级认知控制加工上也存在差异。在这些研究的基础上，我们通过三个层层递进的行为实验一致发现，音乐训练能促进音符和面孔加工，但是对文字加工没有影响。而且三个研究一致发现，面孔识别的成绩与音乐专家开始学习五线谱的时间呈显著的相关，即学习五线谱的年龄越小，面孔识别的成绩就越好。进一步的ERP研究发现，在面孔加工上，音乐专家的N170波幅显著小于非音乐家的N170波幅，但是在音符和文字加工上，两组被试的N170波幅没有显著差异。音乐专家面孔加工表现出更小的N170波幅，可能反映了音乐专家更高效的面孔识别能力，只需要动用较少的神经元活动或者较少的认知资源就能达到面孔的识别。这些研究结果为音乐训练促进面孔识别提供了比较坚实的证据。. 本项目从行为和神经层面上对音乐训练与面孔识别的关系做出了重要探索，能有效加深我们对音乐功效的认识，为当前的音乐教育提供科学依据，也加深了我们对面孔识别认知神经机制的理解。