音乐和语言是常见的声音，但我们如何区分二者？来自世界各地的研究团队进行了一系列实验，以理解这一过程。他们的发现可能改善利用音乐帮助失语症患者恢复语言能力的治疗项目。实验提供了有价值的见解，能够强化利用音乐帮助失语症患者恢复语言能力的治疗项目。失语症每年影响超过300名美国人中的1人，包括知名人物如温迪·威廉姆斯和布鲁斯·威利斯。根据纽约大学心理学系的博士后研究员和研究的首席作者安德鲁·张的说法，尽管音乐和语言之间存在许多差异，但听觉系统使用简单的声学参数来区分二者。该论文发表在《PLOS生物学》期刊上，建议缓慢而稳定的声音片段类似于单纯的噪音，更像是音乐，而快速且不规则的片段则更像是语言。科学家们使用赫兹（Hz）作为单位来测量信号的速率，其中更高的赫兹数表示每秒的发生次数更多。例如，人们通常的步伐速度为每秒1.5到2步，相当于1.5-2Hz。史蒂夫·汪达1972年的热门歌曲《迷信》的节拍约为1.6Hz，而安娜·卡琳娜1967年的热门歌曲《滑轮女孩》则为2Hz。相比之下，语言的幅度调制通常为4-5Hz，这意味着它的音量变化频繁，而歌曲的音量则相对稳定在1-2Hz。尽管音乐和语言是熟悉的，科学家们之前并未完全理解我们如何自动区分二者。在他们发表在《PLOS生物学》上的研究中，张和他的同事进行了四个实验，以更好地理解这一过程。该研究涉及300多名参与者，他们听了一系列包含合成音乐和贮藏噪音的音频片段，这些片段具有不同的幅度调制速度和规律性。参与者仅能检测音频噪声片段的音量和速度。然后，他们被要求判断那些模糊的噪声片段（事先告知是噪声掩盖的音乐或语言）听起来像音乐还是语言。通过检查参与者如何将数百个噪声片段分类为音乐或语言，研究人员能够看到每个速度和规律性特征在他们对音乐和语言判断中的影响程度。研究人员确定，我们的听觉系统的工作原理类似于我们在云中看脸。研究发现，如果声波具有符合我们对音乐或语言期望的某些特征，即使是白噪音也可以被感知为音乐或语言。研究页面提供了可下载的音乐和语言的示例。研究揭示，我们的听觉系统使用简单的声学参数来区分音乐和语言。参与者将速度较慢且幅度调制规律的片段视为更像音乐，而将速率较高且幅度调制不规律的片段视为更像语言。研究人员指出，理解大脑如何区分音乐和语言对有听觉或语言障碍的人（如失语症患者）可能有益。例如，旋律语调疗法显示出通过训练失语症患者利用其完整的“音乐机制”来唱出他们想说的话的潜力，从而绕过受损的语言机制。对大脑中音乐和语言之间相似性和差异性的了解有助于开发更有效的康复项目。论文的其他作者包括香港中文大学的邓祥宾和M. Florencia Assa。研究人员还包括来自墨西哥国立自治大学（UNAM）的安德鲁·张和邓祥宾，以及纽约大学心理学系教授、德国法兰克福恩斯特·斯特隆曼神经科学研究所管理主任大卫·波普尔。该研究得到了美国国立卫生研究院下属的国家听觉和其他沟通障碍研究所的资助（F32DC018205），以及莱昂·莱维神经科学奖学金的支持。
