广东话背景的失乐症者声调和音乐的发声和感知

As an old and ubiquitous system, both language and music are unique to the human society. Language, especially tone language, has a close relationship with music. The cross-domain transfer between tone language experience and musical training has been well documented. However, the question of whether lexical tone and music share common physiological and neural bases remains largely unsolved. In this project, we aim to use behavioral, event-related potential (ERP), and functional magnetic resonance imaging (fMRI) methods to examine the physiological and neural bases of the production and perception of Cantonese tones and music, from the perspective of congenital amusia. Congenital amusia is a developmental disorder primarily in pitch processing. Chinese-speaking amusic individuals may also have disorders in lexical tone and intonation processing. Despite its importance, the physiological bases of amusia in the Chinese-speaking population remain unclear. So far, there are only a few ERP studies that have examined Mandarin-speaking amusic individuals. This project focuses on the Cantonese-speaking population. On the one hand, it will enable us to verify previous findings based on non-Chinese-speaking and Mandarin-speaking amusic individuals, in order to reveal the universal aspects of amusia, and to provide evidence for intervention for amusic individuals. On the other hand, it will allow us to examine the influence of different tones systems, especially complex ones, on the production and perception lexical tone and music. Examining the physiological and neural bases of production and perception disorder in amusia can shed important light on the relationship of language and music.

作为一种古老而普遍的系统，语言和音乐同样是人类社会特有的。语言，尤其是声调语言，与音乐有密切关系。声调语言与音乐之间的双向影响，这方面已经有大量的研究。但是声调与音乐是否共享生理和神经基础，这一重要理论问题还没有很好的解答。本项目拟从先天性失乐症的角度，利用行为实验、事件相关电位、磁共振成像等手段研究广东话声调与音乐发声和感知的机理。失乐症是一种以音高加工为主的障碍，汉语背景的失乐症者可能还有声调和语调障碍。但是，汉语背景失乐症者的发声和感知的机理还不清楚，目前只有少量针对普通话背景失乐症的研究。本项目针对广东话人群，一方面可以验证基于非汉语和普通话背景失乐症的发现，深化对失乐症的普遍性的认识，为失乐症的治疗提供理论支持; 另一方面，广东话声调的复杂性有助考察不同声调系统、尤其是复杂声调系统对声调和音乐加工的影响。研究失乐症者的发声和感知障碍将深化我们对语言与音乐的关系的认识。

语言和音乐是一种古老的系统，而且在所有人类文明中都存在。语言，尤其是声调语言，与音乐有密切关系。本项目从先天性失乐症的角度，针对广东话人群，通过一系列行为实验、磁共振成像以及事件相关电位实验，对比先天性失乐症者以及音乐能力正常的被试的行为和神经反应，系统地揭示了先天性失乐症者在声调和音乐上的感知问题及其大脑功能和结构的异常。从行为障碍机制来说，通过一系列的行为实验，我们发现失乐症的障碍并非局限于低层次的音高加工上，而是在更高层次的与语言相关的音韵加工和音韵表征上也出现了障碍。从神经障碍机制来说，我们发现失乐症者在加工声调与音乐时右侧颞上回以及小脑激活不足，在右侧额中回和楔前叶出现了过度激活，并且在一系列白质纤维束（corpus callosum，右侧longitudinal fasciculus以及右侧inferior frontal-occipital fasciculus）表现出连接性不足的问题，且脑网络连接的有效性显著差于正常受试。事件相关电位研究显示失乐症者在无注意力条件下加工声调变化时的脑活动正常(MMN)，但在有注意力、有意识地评估与辨认声调变化的晚期加工成分上出现异常，P3幅度值减弱。这些结果反映失乐症者有主动音高加工障碍,而且脑功能和纤维束障碍网络有可能与非声调语言背景的失乐症者不同，或反映声调语言经验可能会影响失乐症的脑功能和结构。这一可能性需要进一步对比汉语和非声调语言的失乐症者进行确证。总而言之，本项目的成果补充了以往研究中对粤语母语的失乐症者研究的缺失与不足，系统地揭示了先天性失乐症者在声调和音乐感知上的行为障碍基础，并大大增加了我们对失乐症脑神经障碍机制的理解。这些结果显示失乐症行为和神经障碍机制既有跨语言普遍性，亦有语言特殊性，有助我们从大脑的角度研究语言与音乐间的交互关系，并为下一步进行失乐症的治疗提供指导。