音樂教育的角色突破 — 音樂訓練vs.語言發展

環境刺激對大腦的影響

各位一定都有聽過這樣一個辯論 — 「究竟人的特質是天生的？還是是受環境影響形塑的？」這個問題困擾了科學家們許久，但是從教育的觀點來看，「後天環境的刺激到底能否影響孩子的發展？」這個問題才是我們所需要關切的重點。

曾經有科學家做過一個有趣的實驗：將幾隻老鼠分別關在「有許多玩具、輪子、隧道的環境」以及「沒有任何刺激的無聊環境」，一段時間後，那些在有能夠產生「腦部刺激」環境中的老鼠相較終日無所事事的老鼠，多生成了超過15%的腦神經元，且在後續的測試中也都表現得較優秀！

這樣的研究結果說明了外界刺激在成長過程中的重要性，先不論個體在出生當下的資質差異，後天的影響其實是能造成相當大的差異的。大腦內的海馬迴（hippocampus，掌管記憶和學習的區域之一）一天約增生數百個神經元，若是將這個研究結果套用上，並簡化成一個簡單的算式來表示的話，以x來表示孩子每天增生的神經元個數，一年便是365x，在腦部刺激較多的環境下成長的孩子則會是419.75x（1.15*365x）。而海馬迴的生長約在13歲才開始減緩，換算下來便是5456.75x（1.15*365*13x）！

雖然上述的算式是個相當粗糙的比喻（成長還涉及個體差異以及許多其他內在外在的因素），但是近年來有越來越多直接以人類為對象的證據顯示，「認知運動」確實會刺激神經的生成。接下來讓我們來了解一下語言學習如何影響腦的發展。

語言學習對大腦的影響

在探討語言的影響之前，先讓我介紹一下中樞神經系統中兩個重要的組成部分 — 灰質（Gray matter）和白質（White matter）。如上圖所示，灰質是大腦皮質的表層，由大量神經元細胞體所組成，也是中樞神經系統中對資訊（包括感官知覺、記憶、決策、自我控制等等）進行深入處理的部位；白質則是由被髓鞘包覆著的神經軸突所組成，連接大腦各個灰質區域，其功用是傳遞神經脈衝，協調個腦區間的溝通連結。

來自倫敦衛爾康神經科學中心神經影像部門的研究指出，雙語人士（無論是早成抑或是晚成型）除了在左腦角迴（Angular gyrus， 上圖橘色區塊， 與語言、空間感、記憶提取、專注力，以及心智理論有關）具有更多灰質，且左右腦半球的白質密度也較高。這表示他們的左腦角迴包含較多神經元，同時大腦灰質間的神經連結也更緊密（訊息傳導更精確快速）。

音樂教育所扮演的角色

相信大家看到這裡都會覺得很疑惑，這些語言學習造成的生理變化和音樂的關聯到底是甚麼？為何不直接學習第二外語而要如此大費周章地學音樂呢？這就關係到了顳橫迴（Heschl’s gyrus）這個區塊。

顳橫迴屬於初級聽覺皮層（上圖粉色區塊）中的一個部分， 是處理所有聽覺訊息的第一站。它在語言的學習上扮演著相當重要的一環，因為小朋友在學習語言時聽覺是一項重要的工具。從能否分辨出語調的差異，進而模仿該語言的發音，到能夠精準的抓到語韻，都相當仰賴敏銳的聽覺處理。

一則研究顯示職業音樂家的顳橫迴是一般人的2倍大，且在過去10年間，練習音樂的強度越高的人，顳橫迴的大小就越大。另外，Warrier Wong等人在2008年的研究則表示，能夠說出普通話中不同音調的受試者，其顳橫迴是對照組（無法成功說出普通話中不同音調的受試者）的2倍大；這個測驗能成功與否與受試者左顳橫迴中的「白質濃度高低」有關。通常，較大的顳橫迴能夠產生「語音相關線索的有效處理」，這有助於學習和感知新的語言音調。

上述兩則研究雖無法直接證明音樂的訓練能直接幫助語言的學習，但是能夠確定的是兩者有一定程度上的相關。因此，總的來說，音樂的訓練是能夠刺激顳橫迴神經元的增生，進而由聽覺處理層面影響語言的學習。此外，顳橫迴不只在語言學習上扮演重要的角色，科學家們在研究中更發現在進行自我獨白（Internal monologue）時，此腦區也會被激發。關於這個部分將會在另一篇文章中做討論。

參考資料：

大腦也可以提升抵抗力？從現在開始，為你的大腦老化做準備(黃馨弘)

Warrier, C; Wong, P; Penhune, V; Zatorre, R; Parrish, T; Abrams, D; Kraus, N (2009). “Relating structure to function: Heschl’s Gyrus and acoustic processing”

Cf. Pickles, James O. (2012). An Introduction to the Physiology of Hearing(4th ed.). Bingley, UK: Emerald Group Publishing Limited