您的音乐头脑
“音乐可以改变世界，因为它可以改变人." — Bono
大脑适应.不使用的东西会丢失，而不断使用的东西则会得到支持.如果手指或整个肢体被移开，负责解释其感官信息的大脑部分将缩小，被负责人体完整部分的区域所取代.如果触觉刺激增加(例如您的指尖不断被戳戳或刺入)，则相应的皮质区域将扩大.
1995年，托马斯·埃尔伯特(Thomas Elbert)在德国康斯坦茨大学(University of Konstanz)工作，他进行了一项实验，将这种适应性原理应用于音乐家的大脑.鉴于像小提琴手这样的音乐家需要大量的手动技巧，并且他们不断地用手指按下乐器的琴弦，所以埃尔伯特想知道与这些区域相关的大脑区域是否会有所不同.研究人员招募了九个人演奏小提琴，大提琴或吉他，他们使用磁源成像来扫描大脑.
与非音乐家相比，扫描显示皮质的更大部分专用于音乐家的手指.而且，音乐家越早开始演奏，大脑的变化就越大.埃尔伯特是第一个表明音乐家的大脑与非音乐家的大脑不同的人.
音乐是人类经验的代名词.我们组织声音来装饰我们的生活沉默.音乐将我们凝聚在一起，帮助我们学习，并在我们一整天的运动中为我们带来娱乐.
我们用音乐来激发社会的变革-鲍勃·迪伦(Bob Dylan)富有诗意的“时光流逝"成为民权运动的主题曲，Live Aid引起了人们的关注并筹集了数百万美元的资金支持埃塞俄比亚饥荒.我们使用音乐来改变我们的心情-在锻炼之前增加一个令人鼓舞的播放列表，或者放松一个舒缓的奏鸣曲.考虑到音乐的普及程度，也许其影响力不足为奇.
在埃尔伯特(Elbert)1995年发表论文之后的数十年中，神经科学的各个领域发表了数十项研究，所有研究都证明了音乐看似有效的诱发大脑变化的能力.专注于结构的科学家发现负责启动和协调运动的大脑区域发生了变化.在用于处理视觉和听觉信息的区域中；在那些携带信息往返于皮层以及两个大脑半球之间的信息中.那些适应脑功能的人观察到了大脑区域的变化，这些变化与对新的时间模式以及语音和音乐刺激的识别和响应有关.研究人员倾向于认知-神经科学领域涉及获得知识和理解的心理过程-将音乐演奏与增加的视觉处理，注意力以及视觉和言语记忆联系起来.
像埃尔伯特一样，这些研究中的许多都吹捧着发展的热点.也就是说，您越早开始演奏乐器，大脑的变化就越大.
尽管知识库不断扩展，但乐器演奏与大脑变化之间联系的许多方面仍处于起步阶段.一是因果关系.有大脑的人容易被结构和功能的改变吸引来拿起乐器吗?还是单独练习足以产生效果?
另一个是发展热点的想法.如果30岁的孩子拾起吉他或学习钢琴会怎样? 40岁的孩子呢?五十岁?对于我们这些对基础科学感兴趣的人，这一切是如何发生的?推动这些结构，功能和认知变化的潜在生物学是什么?
博士瑞典卡罗林斯卡研究所的Orjan de Manzano和Fredrik Ullen已经开始通过研究同卵双胞胎来解释因果关系的问题.双胞胎拥有100％的遗传密码.而且，由于它们通常一起成长，因此也面临类似的外部因素.在一定程度上，对双胞胎的研究可以使您排除可能解释两个人群之间差异的遗传和环境因素.至少比将在不同环境中长大的两个具有不同DNA的人进行比较要好得多.
德曼萨诺(De Manzano)和乌伦(Ullen)从更大的团队中招募了18个人(九对双胞胎).在每一对中，一个弹钢琴，而另一个则不弹钢琴.对双胞胎的大脑进行成像，聚焦在已知因音乐练习而改变的区域(例如皮层，小脑和白质)上.分析显示，双胞胎活跃的大脑区域发生了显着变化.正如作者所说，“这些发现提供了第一个明确的支持，即专家与非专家之间大脑解剖结构差异的很大一部分取决于培训的因果关系."
正在研究中的Manal Alosaimi在2019年Cognomics大会上发表的研究成果-目前为博士学位.英国利物浦大学(University of Liverpool)的一名学生—建议脑结构改变不限于某个生命阶段. 15名年龄在20至57岁之间的男人和女人参加了一项学习演奏鼓的研究.没有任何志愿者曾经有过击鼓经验.
六个月以来，参与者从专业音乐老师那里上了课，并被鼓励每天练习.在整个研究过程中跟踪鼓的表现和进展，并且在整个过程中对参与者的大脑进行了8到13次扫描.这项研究采用了患者内部设计，比较了每个参与者的特定大脑区域相对于基线的变化(在音乐课开始之前对大脑进行的扫描).通过图像分析可以确定额下和颞上白质通道的变化.
这项研究仍在进行中.有趣的是，在同行评审的审查下，它如何发展并保持下去.它可以从控制臂中受益(无论是参与者以相同的时间间隔扫描而没有学习复杂的任务，还是一群人学习不是音乐的复杂任务).对参与者进行子分析来确定白质结构的变化如何受到年龄的影响也将很有趣.与20岁的年轻人相比，在57岁时学习鼓的参与者变化是否也一样?
脑结构的变化可能至少部分是由于一种称为脑源性神经营养因子或BDNF的众所周知的蛋白质引起的. BDNF于1989年由德国马克斯·普朗克研究所的Yves-Alain Barde和Hans Thoenen首次从猪脑中分离出来.在最初发现BDNF后，便发现其与原型大脑生长因子神经生长因子(NGF)相似. NGF主要参与某些目标神经元的生长，维持，增殖和存活，而BDNF则在神经元和神经胶质发育，神经保护以及短期和长期突触相互作用的调节中起作用(两者对于认知和内存).
音乐练习后，人们的BDNF水平较高.意大利神经科学与心理健康系的Alessandro Minutillo博士招募了48名健康志愿者，他们的年龄和性别均相匹配.为了获得参加研究的音乐家资格，参与者必须持有声音或乐器音乐学位，并且每周至少练习三个小时，至少五年.参加研究的两组均测量血浆BDNF水平.
响应神经活动，BDNF从神经元释放.当回路中的神经元被激活时，它将BDNF喷入细胞外空间.通过这样做，它增强了自己的活动.单独，BDNF没什么.但是，与正确的受体配对，最终引发了复杂的细胞事件，最终导致大脑的结构，功能和认知改变.
BDNF通过酪氨酸激酶家族的受体，主要是Tr(B(发音为"B道")起作用. BDNF影响的细胞取决于表达TrĸB的细胞.表达TrĸB的神经元通过重塑或稳定突触(两个神经元之间的连接)来做出反应，这引发了新连接和增强现有连接的可能性.
少突胶质细胞(大脑中产生髓磷脂的细胞)通过沿其谱系成熟而产生更多的髓磷脂.沿着神经纤维的长度缠绕着更多的髓磷脂，并改变了信号传播的速度，从而微调了网络的同步性.少突胶质细胞的支持也意味着神经元可以维持更高水平的活动.通过BDNF进行的髓磷脂重塑可能是在call体以及额下和颞上白质道中观察到的一些白质变化的基础.
音乐很强大.从短期来看，它改变了我们.随着时间的推移，它改变了我们.无论您年龄多大，我都希望您能毫不犹豫地拿起乐器并尝试学习.好的或坏的，世界可以从更多的声音装饰中受益.
