作者／蔡振家（國立臺灣大學音樂學研究所副教授）
在臺灣，跨領域的大腦研究尚在起步階段，特別是人文藝術領域的學者與研究生，對於腦科學的實際探索十分缺乏，縱使有興趣也難以入手。位於臺大電機一館的「核磁共振造影/光譜實驗室」，可以視為音樂界與認知神經科學界的一個交流起點。此處，中西打擊樂與科學儀器的掃描噪音「眾聲喧嘩」，激盪出兩種文化（人文／科學）之間的美妙火花……
Beatboxing Parrot!
大腦是人類身上最複雜的器官，面對浩如星海的神經元，我們如何揭露其運作的奧秘呢？位於臺大電機一館的「核磁共振造影/光譜實驗室」，便是認知神經科學的一個研究基地。筆者畢業於臺大物理系，後來轉換跑道，取得音樂學博士學位；近年以「大腦如何處理音樂」為研究主軸，於2007年進入電機館的核磁共振造影實驗室，自此開始解析大腦的神秘樂章。
筆者所提出的第一個音樂認知研究，是鑼鼓音樂的口頭再現（oral representation）。許多音樂文化都使用無意義的音節來代表打擊樂器聲響，中國的戲曲鑼鼓也不例外。由於代表鑼鼓聲響的音節（例如：七、咚、嗆……），在聲響特質上與原本的鑼鼓聲響頗有差距，因此，鑼鼓樂的口頭再現：鑼鼓經，必須建立在「連結學習」（associative learning）的基礎之上。在臺大電機系陳志宏教授與心理系陳建中、周泰立教授的協助下，這個研究探討鑼鼓音樂的口頭再現所涉及的神經歷程，招募了戲曲戲迷作為受試者，受試者背熟幾個鑼鼓經之後，便能跟著鑼鼓音樂念出相應的鑼鼓經。
記得這個研究構想成形之初，陳志宏教授曾經半開玩笑地說：磁振造影儀在掃描時的噪音也有點像打擊樂，因為這些因為金屬線圈振動所產生的噪音，聽起來確實具有規律性。2009年初，筆者著手進行第二個功能性核磁共振造影實驗，招募了爵士鼓手作為受試者，在15名受試者中，真的有一名鼓手把儀器掃描的背景噪音當成打擊樂來欣賞——這不禁讓我聯想到，磁振造影儀的噪音，經過一番巧思，加工處理之後，或許也可以變成電音音樂呢！
所有受試者在「跟著打擊樂聲響在心中默念」的大腦活化型態。（A）京劇鑼鼓實驗的結果，（B）爵士鼓實驗的結果。圖片來源：蔡振家提供
2009年9月，關於爵士鼓手的大腦造影實驗陸續有結果出現，跟京劇鑼鼓的實驗結果頗為類似，這個發現，令身處於文學院的我深有感觸。雖然爵士鼓音樂跟京劇鑼鼓聽起起來頗不相同，在目前音樂生態中的使用情形殊異，但是，人腦處理這些音樂的神經迴路卻相當類似。得到這樣的結果並不意外，然而，這不免讓我想到「音樂與人的關係」在研究方向上的分歧，不同的取徑可以得到不同的結論。喜歡探討音樂生態的民族音樂學家與社會音樂學家，著眼於「音樂與人的關係」之外環路徑，應該會發現爵士鼓音樂跟京劇鑼鼓的差異；反之，認知科學家著眼於「音樂與人的關係」之內部路徑，理所當然，會發現爵士鼓音樂跟京劇鑼鼓的相似之處（參見圖）。
大腦造影技術的成熟，讓音樂心理學的研究在近十餘年有了突飛猛進的發展，然而從一個較宏觀的角度來看，音樂認知的神經科學研究仍然失之片面，因為研究題材多半集中於西方藝術音樂，而研究議題也偏重於音階、音程、旋律、和聲等，跟音高有關的音樂面向。然而，世界上仍有不少音樂種類並非像西方藝術音樂那麼注重音高資訊，反而更注重音色、節奏等其它的音樂面向，例如遍布於全球各文化的打擊樂。人類最早使用的音樂，可能是不具音高訊息的打擊樂。從跨物種比較的觀點來看，與人類血緣最近的許多大猿，都具有類似打擊樂的音樂活動，但牠們沒有歌唱能力，可見打擊樂應該比歌唱更早出現於人猿科（hominidae）的演化史之中。首度提出「大猿的打擊樂」的演化生物學家T. Fitch指出，雄性大猩猩習慣以搥胸來示威，黑猩猩喜歡拍打樹根或其他的中空物體，而巴諾布猿（bonobo）則可以在敲擊物體時保持穩定拍子達12秒，這三個物種與人類從演化樹上分家，至今不過600萬年左右。雖然打擊樂應該比歌唱更早出現於人類文明之中，但有關打擊樂的神經科學研究仍然相當缺乏，與諸多研究歌唱的神經科學論文不成比例。筆者與陳建中、周泰立、陳志宏共同發表的＜打擊樂口頭再現的神經機制：功能性核磁共振造影研究＞（註1），便是探討打擊音樂認知的少數論文之一。
在臺灣，跨領域的大腦研究尚在起步階段，特別是人文藝術領域的學者與研究生，對於腦科學的實際探索十分缺乏，縱使有興趣也難以入手。筆者認為，位於臺大電機一館的「核磁共振造影/光譜實驗室」，可以視為音樂界與認知神經科學界的一個交流起點。此處，中西打擊樂與科學儀器的掃描噪音「眾聲喧嘩」，激盪出兩種文化（Two Cultures，指「人文」與「科學」兩大學術陣營）之間的美妙火花。筆者衷心期待，藉著本土音樂素材或「非西方藝術音樂」的觀點，未來可以在全球日趨激烈的學術競爭中，開創出一片藍海。
註1：蔡振家*、陳建中、周泰立、陳志宏(2010). Neural mechanisms involved in the oral representation of percussion music: an fMRI study. Brain & Cognition 74: 123-131. [SCI/SSCI]
補充
書名：另類閱聽：表演藝術中的大腦疾病與音聲異常／作者：蔡振家／出版社：國立臺灣大學出版中心。
未顯示於上圖的一個有趣現象是：位於頭頂的輔助運動區（supplementary motor area）僅在京劇鑼鼓實驗中顯著活化，爵士鼓實驗中並無活化，這或許反映出專家效應（expertise effect）：京劇鑼鼓實驗中的受試者仍在學習階段，因此需要輔助運動區持續監控與偵錯，反之，爵士鼓實驗中的受試者都是專家，早已離開學習階段，故不需要輔助運動區的參與。輔助運動區被認為是「超級鏡像神經元系統」的一環，所謂「超級」，指的是它控管著鏡像神經元系統的運作，可視為其上級單位。倘若某項音樂認知作業已經練得很熟了，這個上級單位自然就不太需要操心，由下屬單位獨立完成該作業即可。
以上的解釋中，有個疑點必須稍加留意。京劇鑼鼓實驗的結果與爵士鼓實驗的結果，其差異不僅來自於受試者的音樂專業性，也來自於這兩種音樂的形式差異。京劇鑼鼓實驗中所使用的刺激材料，為「起霸」的片段鑼鼓以及「大鑼抽頭轉小鑼抽頭」；這些配合演員動作的音樂，速度並不固定，節奏可以自由反覆，要跟上這種音樂的進行，比較需要認知上的監控。反之，爵士鼓音樂作為歌曲的伴奏，是速度穩定且反覆次數固定的律動，受試者一旦辨識出這是哪個鼓點，就可以自行完成演練，不需要時時留意音樂刺激。京劇鑼鼓的節奏相對單純，但形式不固定；爵士鼓音樂的節奏複雜，但形式固定。這或許也造成了京劇鑼鼓實驗中前運動皮質活化較強，而爵士鼓實驗中右側聽覺皮質活化較強的現象，此現象應該跟樂種特性有關，不盡然是專家效應的結果。筆者認為，輔助運動區的活化程度比較能反映生手與熟手的差別，此一推測奠基於過去許多有關學習的研究，包括序列學習與節奏學習。
蔡振家*、范利霙、李姝慧、陳志宏、周泰立* Specialization of the mid-posterior temporal lobes for audio-motor processing: evidence from an fMRI study of skilled drummers. European Journal of Neuroscience (accepted)
蔡振家小檔案
臺灣大學音樂學研究所副教授。1971年生於臺灣雲林，畢業於國立臺灣大學物理學系、國立臺北藝術大學傳統藝術研究所碩士班、柏林洪葆大學（Humboldt-Universität zu Berlin）音樂學系博士班，曾經在臺大工學院應用力學研究所、臺大醫學院耳鼻喉部從事博士後研究。
自2006年9月迄今，擔任臺大文學院音樂學研究所專任教師，研究領域包括：戲曲音樂、生物音樂學、心理聲學、音樂聲學；教學興趣以跨領域課程為主，近年開設「地方戲曲音樂」、「音樂聲學與文化型塑」、「音樂、演化與大腦」、「音樂作品中的愛」等通識課程，2011年出版《另類閱聽──表演藝術中的大腦疾病與音聲異常》。
此文亦刊登於《臺大校園資產叢書III：臺大人文風情》（台大出版中心，2011年），頁120-123
Chest beating and ground thumping by mountain gorillas
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