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音樂和語言是人們最常聽到的聲音類型，但大腦是如何毫不費力地自動識別音樂和語言的？以往科學(xué)家對此缺乏清晰的理解。現(xiàn)在，包括美國紐約大學(xué)在內(nèi)的一個國際研究團隊通過實驗重現(xiàn)了這一過程。相關(guān)論文發(fā)表在28日的《公共科學(xué)圖書館·生物學(xué)》雜志上。

研究人員表示，音樂和語言在音調(diào)、音色、聲音質(zhì)感等許多方面都有所不同。此次，他們借用一種精確測量單位來表示聲音的節(jié)奏或變化周期，即赫茲（Hz）。Hz值越大，每秒發(fā)生的次數(shù)越多。例如，人們的行走速度約為每秒1.5—2步，也就是1.5Hz—2Hz；史蒂夫·旺達熱門歌曲《Superstition》的節(jié)拍大約是1.6Hz。語言通常比音樂節(jié)拍快2—3倍。有充分證據(jù)顯示，一首歌音量或響度隨時間的變化（即所謂的“調(diào)幅”）相對穩(wěn)定在1Hz—2Hz。相比之下，語言的調(diào)幅通常是4Hz—5Hz，這意味著它的音量經(jīng)常變化。

研究團隊進行了4個實驗，讓300多名參與者聆聽一系列合成音樂和語言類的音頻，這些聲音具有不同的調(diào)幅和規(guī)律。

參與者被要求判斷這些音頻聽起來是音樂還是語言。結(jié)果顯示，人類的聽覺系統(tǒng)使用非常簡單且基本的聲學(xué)參數(shù)來區(qū)分音樂和語言：對參與者來說，速率較慢（小于2Hz）且調(diào)幅較規(guī)則的音頻聽起來更像音樂；而速率較快（約為4赫茲）且調(diào)幅較不規(guī)則的音頻聽起來更像語言。

了解人類大腦如何區(qū)分音樂和語言，可能會使患有聽覺或語言障礙（如失語癥）的人受益。音樂療法是一種很有前途的方法，可以訓(xùn)練失語癥患者利用他們完好無損的“音樂機能”繞過受損的語言機能，唱出他們想說的話。