尋找技能專精的神經(jīng)元，一直是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域一個永恒的課題。

就拿“聲音感知”來說，雖然對聲音進(jìn)行廣泛感知的大腦區(qū)域早已確認(rèn)，但人聲語音、器樂演奏、人聲歌唱、自然音等數(shù)個更細(xì)小領(lǐng)域中的“專精發(fā)燒友”就……

而現(xiàn)在，科學(xué)家們終于首次發(fā)現(xiàn)了其中只對歌唱有反應(yīng)的神經(jīng)元！

沒錯，必須是有人聲哼唱和旋律的那種，單純的說話、演講、樂器演奏都不行！

這項研究剛剛登上Current Biology，實驗團(tuán)隊來自MIT。

沒得說，就等著啥時候湊齊一個可以合奏的神經(jīng)元群了。

專精“唱歌鑒賞”的神經(jīng)元

那么，這群專精“唱歌鑒賞”的神經(jīng)元是怎么被發(fā)現(xiàn)的呢？

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)中的大多數(shù)方法，比如功能磁共振成像（fMRI），只能告訴你這里這里有反應(yīng)，但不能呈現(xiàn)更具體或更細(xì)微的信息。

于是這次，科學(xué)家加入了一種新技術(shù)：皮層腦電圖（ECoG），可以通過放置在顱骨內(nèi)的電極記錄電活動，以此獲得更高分辨率的數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，他們并沒有拋棄核磁共振，而是將平均時間內(nèi)的ECoG元素投影到核磁共振的體素（Voxel）上，得到更精確、密集的空間映射圖：

基于這種開創(chuàng)性的思路，研究團(tuán)隊與15名醫(yī)院患者合作，在幾年內(nèi)監(jiān)測了他們對于165種聲音的反應(yīng)。

在實驗過程中，大腦會有選擇地選擇相應(yīng)說話（單純的發(fā)言）、音樂（無人聲，樂器伴奏）以及帶伴奏和人聲的歌曲。

這時，研究團(tuán)隊在大腦顳葉頂部發(fā)現(xiàn)了一個幾乎只對唱歌作出反應(yīng)的區(qū)域：

（這也是靠近主管語言和音樂的一個區(qū)域）

這一結(jié)果為聽覺皮層更為精細(xì)的功能劃分提供了證據(jù)。

論文一作Haignere這樣表示。

這種能力具體是如何實現(xiàn)的？

研究人員猜測，這或許是因為這一區(qū)域的神經(jīng)群非線性地整合了歌曲區(qū)別于語音和音樂的多種特征。

比如，唱歌區(qū)別于語音的是其旋律音調(diào)和節(jié)奏性，而與器樂不同的則是其聲帶共鳴和其他聲音特有的結(jié)構(gòu)。

而能完成這些特征區(qū)分的，一定不是對音樂進(jìn)行廣泛感知的初級神經(jīng)群。

因此，研究團(tuán)隊最后也提出，未來，進(jìn)行語音和音樂訓(xùn)練的DNN或許可以在這種非初級聽覺皮層的預(yù)測上進(jìn)行更多的研究。

作者介紹

論文的通訊作者Nancy Kanwisher是麻省理工大學(xué)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、大腦、認(rèn)知科學(xué)的教授，她同時也是McGovern研究所、大腦思想和機(jī)械中心（CBMM）的成員。

論文一作Norman Haignere本科畢業(yè)于耶魯大學(xué)，從事視覺方向的研究，博士則就讀于麻省理工大學(xué)，開始研究神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)。

目前，他就職于哥倫比亞大學(xué)的Zuckerman大腦研究所。

論文：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960982222001312