作者：蒋存梅
出版社：华东师范大学出版社
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音乐心理学(当代中国心理科学文库)试读：
前言
音乐是人类意识活动的产物，其多样性和复杂性为人类所独有。音乐心理学是一门从科学视角研究人类音乐思维和行为的学科（Sadie & Tyrrell, 2001）。它涉及音乐感觉、知觉、认知、记忆以及体验等活动，囊括音乐创作、表演、欣赏、教育，乃至治疗等领域，体现出音乐学与心理学的交叉性。正基于此，实证方法是音乐心理学的主要研究方法。这是音乐心理学与音乐学其他学科研究的根本差异。
在心理学研究中，实证研究方法包括很多种类。无论是观察法，还是实验法，它们都是通过获取数据探究问题，从而揭示事物发展的本质和规律。然而，由于实验法可以有效地控制无关变量，通过操纵自变量探究因变量的变化，因此，实验法获取的数据更为可靠，相应地，其在方法学上的科学性也显得更为突出（郭秀艳, 2004）。在音乐心理学研究中，为了确保数据的真实性和可靠性，实验法已经成为目前音乐心理学研究的主要方法。
音乐心理研究在西方最早可追溯到公元前6世纪古希腊的数学家和哲学家Pythagoras，其主要贡献在于发现了音乐和谐与弦长比率的关系。自1879年Wilhelm Wundt建立第一个心理学实验室以来，心理学逐渐成为实证性的学科，音乐心理学的研究也随之走向实证。Seashore（1919）出版的The psychology of musical talent可谓是第一本音乐心理学研究的论著。然而，音乐心理学的实证研究真正走向繁荣是在20世纪后半叶。当时，许多研究者对音乐知觉、音乐认知、音乐发展、音乐才能、音乐表演以及音乐情感反应等作了集中探究，并出现了一些音乐心理学的著作，比如，Hodges（1980）主编的Handbook of music psychology、Deutsch（1982）主编的The psychology of music、Sloboda（1985）的The musical mind: The cognitive psychology of music、Hargreaves（1986）的The developmental psychology of music以及Hargreaves和North（1997）主编的The social psychology of music等。
随着20世纪末认知神经科学的发展，研究者开始通过正电子发射断层扫描（positron emission tomography, PET）、功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）、脑磁图（magnetoencephalography, MEG）、脑电图（electroencephalography, EEG）或事件相关电位（event-related potential, ERP）、经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation, TMS）、经颅直流/交流电刺激（transcranial direct/alternating current stimulation, tDCS/tACS）等技术探究音乐加工的神经机制，并涌现出许多研究成果。到了21世纪，音乐心理学在西方已发展成为一门较为成熟的学科，许多研究者出版了音乐心理学著作，这些著作对该学科的发展起着重要的推进作用，比如，在Meyer（1956）理论研究的基础上，Huron（2006）的Sweet anticipation: Music and the psychology of expectation进一步探究音乐的期待；Patel（2008）的Music，language，and the brain则围绕音乐与语言进行对比研究；Deutsch（2013）主编的The psychology of music（3rd Ed.）从多学科视角出发，汇集近年研究成果，对音乐心理学的相关问题进行阐述，该书对当今音乐心理学研究具有重要的意义；Koelsch（2012）的Brain and music从认知神经科学出发，较为全面地揭示了音乐加工的脑机制；Thompson（2014）的Music, thought, and feeling: Understanding the psychology of music（2nd Ed.）从认知角度论述音乐知觉以及音乐实践等问题，是一本很有价值的音乐心理学导论；Hallam, Cross和Thaut（2016）主编的Oxford handbook of music psychology（2nd Ed.）汇集了音乐心理学各个领域的最新研究成果，对于了解音乐心理学的研究现状具有一定的参考价值。
由于学科的交叉性，迄今为止，几乎所有与心理学相关的刊物都可以发表音乐心理学的研究论文。Nature和Science等刊物已经发表了许多音乐心理学的研究成果。另一方面，随着研究的发展，西方陆续出现了一些音乐心理学的刊物，比如，Psychology of Music（1973）、Psychomusicology: Music, Mind and Brain（1981）、Music Perception（1983）、Musicae Scientiae（1997）。其中，Music Perception的学术影响力最为突出。
在中国，关于音乐与心理的关系早在《乐记》中就有记载：“凡音之起，由人心生也。”但是，直到20世纪下半叶，音乐心理学才真正作为一门学科被提出来。1981年，张前在《音乐研究》发表题为“音乐心理学”的文章。该文全面系统地论述了音乐心理学学科性质、研究方法、研究对象及其在西方的研究发展史。此后，音乐心理学学科研究开始启动。近十几年来，随着学科的发展，音乐心理研究队伍不断壮大，既有音乐学者从心理学视角探究音乐加工潜在的心理机制，也有心理学学者将音乐作为一种研究对象进行探究。许多研究成果已在国内外学术刊物上公开发表，同时，中国学者也相继出版了音乐心理学的译作，比如，罗小平和黄虹于1995年编译了《最新音乐心理学荟萃》；刘沛和任恺在2006年出版了Hodges主编的Handbook of music psychology（2nd Ed.）的中译本；杨玉芳和蔡丹超等在2012年出版了Patel的Music, language, and the brain的中译本。这些译作在一定程度上促进了中国音乐心理学的研究。在著作方面，迄今为止，我国学者已经出版了许多音乐心理学及其相关的著作，比如，张前（1983）《音乐欣赏心理分析》、罗小平和黄虹（1989, 2008）的《音乐心理学》、邹长海（2000）的《声乐艺术心理学》、赵宋光（2003）主编的《音乐教育心理学概论》、周海宏（2004）的《音乐与其表现的世界：对音乐音响与表现对象之间关系的心理学与美学研究》、张前（2006）的《音乐欣赏、表演与创作心理分析》、林华（2005, 2012）的《音乐审美心理学教程》、郑茂平（2011）的《音乐审美的心理时间》以及王延松（2013）的《音乐心理学导论》，等等，以上著作无疑对中国音乐心理学的发展起着巨大的推动作用。
尽管如此，与西方相比，中国音乐心理学的研究尚处于起步阶段，实证研究方法在中国音乐心理学界尚未得到充分的重视；然而，应该肯定的是，中国音乐心理学的研究近年也取得了一定的成就，一些中国学者已在国内外学术期刊发表音乐心理的研究论文。因此，本书的撰写目的是围绕音乐心理学领域中具有理论或实践意义的核心问题，系统介绍西方近30年间音乐心理学的研究成果，在此基础上，凸显中国学者在相关领域的研究成果，阐述这些研究工作在相应体系中的位置。
首先，本书围绕低层级和高层级的音乐加工进行论述，具体来说，本书从旋律、节奏节拍知觉开始，进而论述音乐调性加工，最后阐述音乐句法、音乐情绪和音乐意义等高层级音乐加工。考虑到记忆在音乐加工中具有特殊的作用，本书在第3章就音乐记忆的相关问题进行了论述。其次，本书还从教育的视角，对音乐教育心理的相关问题进行论述，比如，本书集中探讨个体的音乐能力、音乐技能的发展、音乐训练效应等问题。就音乐训练效应而言，本书将从专业音乐教育、业余音乐训练和成长环境下非有意识的音乐接触等视角探究音乐教育对人类音乐加工的影响。再则，对于人类而言，尽管音乐不具有严格意义上的生存价值，但是音乐在人类社会发展中发挥着重要的作用。Science刊物在创刊125周年之际，提出未来人类社会面临的125个问题，其中，第114个问题就涉及音乐进化的起源。基于此，本书的第11章对音乐的进化起源进行了阐述。最后，尽管审美是音乐的艺术功能，但是，在现代社会中，音乐已经超乎其艺术的审美功能，发挥着实用的功能。在第12章中，本书结合已有的研究成果，围绕背景音乐、歌唱对言语康复的作用以及音乐减压等问题论述了音乐在现代生活中的应用。
本书在撰写过程中得到许多方面的帮助。首先要感谢文库的总主编杨玉芳研究员在本书撰写的各个阶段所给予的帮助；此外，还要感谢课题组周临舒博士和博士生江俊，他们协助完成部分章节的文献搜集和整理工作，江俊同学还在插图制作、文本编排以及初稿校对等方面做了大量的工作；感谢华东师范大学出版社教育心理分社彭呈军社长和本书的审阅人员，没有他们的辛勤付出，本书难以顺利出版；最后，感谢国家自然科学基金（31470972）对作者研究工作的资助。蒋存梅2016年1月10日1旋律知觉
1.1 旋律音高与轮廓的知觉/1
1.1.1 失歌症者/2
1.1.2 绝对音高者/6
1.1.3 自闭症者/8
1.2 旋律知觉的神经机制/10
1.2.1 基于正常人的旋律知觉视角/11
1.2.2 基于非常规音高知觉的视角/13
1.3 影响旋律知觉的因素/18
1.3.1 语言环境/18
1.3.2 熟悉性/19
旋律（melody）是由一系列音符按照特定音高、节奏以及节拍关系构成的音符序列。它是音乐的基本组织形式。在音乐作品中，旋律是作曲家重要的表情手段，它隐含着作曲家的创作意图，表现出较为完整的音乐乐思，成为音乐意义的主要载体。人们经常使用“欢快悦耳”、“悲伤凄美”等词形容旋律特点，并暗示着音乐的情绪类型。因此，旋律的知觉在音乐加工中尤为重要，它不仅涉及低层级的音乐知觉，也影响着高层级的音乐认知。
旋律不仅包含音高线条，也包含音符的长短（即节奏）。对于旋律音高来说，一系列音高走向的起伏变化，构成旋律线，并形成旋律的轮廓，或上行，或下行，等等。由于第2章论述节奏，因此，本章将主要围绕旋律音高与轮廓的知觉进行论述。1.1旋律音高与轮廓的知觉
纵观已有文献，旋律音高的知觉包含音高的分辨、识别以及错误音高的检测。在旋律轮廓方面，其加工主要涉及两种形式：轮廓违反（contour-violated）、轮廓保持（contour-preserved）。如图1.1所示，（a）表示旋律的原型；（b）表示旋律中的第3个音发生变化，由此导致轮廓的违反（或变化）；（c）表示旋律中的第3个音发生变化，但旋律轮廓并未出现违反（或变化）。可见，旋律音高的变化可以引起两种情况：（1）旋律轮廓违反，这种违反影响了旋律的总体（global）特征；（2）旋律轮廓保持，在这种情况下，尽管旋律的局部（local）音高发生变化，但是，旋律的总体轮廓没有受到影响。已有研究主要围绕总体和局部两个因素对旋律知觉进行论述（Dowling, 1978）。图1.1 旋律的原型以及旋律轮廓的两种变体（a）是旋律原型；（b）是旋律轮廓违反；（c）是旋律轮廓保持（Jiang, Liu, Wan, & Jiang, 2015）
研究已经表明：婴儿在出生前就能分辨频率的差异（如，Lecanuet, Granier-Deferre, & Busnel, 1988; Shahidullah & Hepper, 1994），6个月大的婴儿就能将旋律轮廓作为区别短小旋律的主要依据之一（Dowling, 1999），相应地，旋律轮廓能影响8—11个月大的婴儿的旋律知觉能力（Trehub, Bull, & Thorpe, 1984）。然而，这些是否意味着每个成年人都具备旋律知觉能力？考虑到旋律的知觉能力实质上与个体的音高知觉能力有关，而绝对音高（absolute pitch）、自闭症（autism spectrum disorders）和先天失歌症（congenital amusia）分别体现出不同的音高知觉能力，因此，下文围绕先天失歌症者、绝对音高者以及自闭症者，探究具备不同音高知觉能力的人对旋律的知觉。1.1.1 失歌症者
失歌症（amusia）是一种对音高加工的障碍。它分为后天失歌症（acquired amusia）和先天失歌症。后天失歌症缘于个体的脑损伤，即患者在脑损伤之前，他们具有正常的音高加工能力。与后天失歌症不同，先天失歌症（俗称“五音不全”，下文简称失歌症）既不归因于脑损伤、听觉丧失、认知或社会情感的错乱，也不缘于缺少与音乐的接触（比如音乐训练、音乐听赏活动等）（Peretz et al., 2002）。他们无法辨认音高之间的细微差异，唱歌走调却浑然不知。
在英国，4%的人患有失歌症（Kalmus & Fry, 1980），在美国，失歌症的比率达到5%（Hyde & Peretz, 2004）。针对117名中国大学生进行的调查发现，中国大陆失歌症的发生率为3.4%（Nan, Sun, & Peretz, 2010）。目前诊断失歌症所采用的工具主要是Peretz、Champod和Hyde（2003）设计的《蒙特利尔失歌症诊断测验》（Montreal Battery of Evaluation of Amusia）。这套测验主要涉及音乐的知觉和记忆，通过分辨和识别两种基本任务对被试的音乐能力进行测量。它包含6个分测验：音阶、轮廓、音程、节奏、节拍辨认以及旋律记忆。前3个分测验属于音高层面的测验，节奏和节拍属于时间层面的测验。具体来说，音阶分测验主要是将调内音变为调外音；轮廓分测验则是通过改变旋律某个音，引起轮廓的变化；在音程分测验中，尽管音符发生变化，但旋律轮廓没有受到影响；节奏分测验也是改变旋律中某个音符的节奏。这4个分测验都是呈现两条旋律，要求被试进行分辨。节拍分测验要求被试识别出音乐的节拍；记忆分测验则考察被试对旋律的短时记忆能力。一般来说，如果被试在6个分测验的平均成绩低于正常人成绩的两个标准差，则被诊断为失歌症者（Peretz et al., 2003）。此外，前3个旋律分测验成绩是否低于65分，也可以作为诊断失歌症的标准之一（Liu, Patel, Fourcin, & Stewart, 2010）。这套测验最初被用于诊断脑损伤病人是否患有获得性失歌症，由于它具有较好的效度和信度，该测验后来也成为各实验室诊断先天失歌症的有效测量工具。
研究表明，失歌症者不能觉察旋律中音高变化、旋律的不协和性以及识别和记忆无歌词的曲调（Ayotte, Peretz, & Hyde, 2002）。准确地说，对细微音高差异的辨别力是失歌症的核心缺陷（Hyde & Peretz, 2004; Peretz et al., 2002）。Peretz等人（2002）报告了失歌症的个案研究。研究数据显示，失歌症者在检测音高变化方面存在严重困难，几乎不能察觉到两个半音内的音高变化。此外，失歌症者对下行音高变化的分辨能力低于对上行音高变化的分辨。在Peretz等人个案研究的基础上，Hyde和Peretz（2004）, Foxton、Dean、Gee、Peretz和Griffiths（2004）分别以两组失歌症被试为实验对象，对失歌症者音高知觉能力进行了探究。这两个研究结果也支持了Peretz等人的个案研究结果，即失歌症者对细微音高差异的分辨存在障碍。但是，音乐刺激重复是否可以改善失歌症者的音高知觉能力？在这个问题上的研究结果仍存在分歧，比如，Hyde和Peretz的研究结果表明，对于失歌症者来说，练习不能使他们对音高的分辨能力得到提高。然而，Foxton等人发现，刺激的重复将改善失歌症者对音高轮廓的知觉。这种分歧的出现主要缘于训练的手段不同。
以上研究都是以非声调语言（如，英语、法语等）为母语的失歌症者为研究对象。但是，跨文化语言研究表明，声调语言背景将有助于音乐音高的加工（Pfordresher & Brown, 2009; Xu, Gandour, & Francis, 2006）。那么，声调语言背景是否可以弥补失歌症者的音高知觉障碍？
为了探究这个问题，研究者针对汉语失歌症者的旋律知觉进行了系列研究。Jiang、Hamm、Lim、Kirk和Yang（2011）探究了汉语失歌症者对音高的分辨能力，并通过含有音高重复的旋律片段，进而考察重复是否能促进其音高加工。如图1.2所示，无论是在两个音的音高分辨，还是在4个音的旋律音高分辨中，汉语失歌症者的分辨能力都显著低于正常被试。研究结果进一步发现，尽管汉语失歌症者对4个音旋律音高的分辨比两个音的分辨更好，但是，这种提高并不意味着促进效应，而是来源于额外的参考音以及更多的音高变化线索。该结果暗示，声调语言经验似乎不能弥补失歌症者在音高辨别方面的缺陷。事实上，后续研究进一步验证了汉语失歌症者对细微音高分辨存在障碍。在Jiang、Lim、Wang和Hamm（2013a）的研究中，研究者通过二选一迫选的ABA实验范式分别考察汉语失歌症组和控制组被试对音高变化以及音高方向变化的分辨阈限。阈限测验的程序采用“二下一上”的阶梯法，也就是说，被试连续做出两次正确判断，音高距离就会减小。被试只要做了一次错误判断，音高距离就会增加。研究结果显示，与以非声调语言为母语的失歌症者（Tillmann, Schulze, & Foxton, 2009; Williamson & Stewart, 2010）相似，汉语失歌症者对音高变化的分辨阈限显著大于控制组被试；类似地，汉语失歌症者对音高方向变化的分辨阈限也显著大于正常被试。图1.2 失歌症组和控制组被试对音高的分辨能力（Jiang et al., 2011）
误差线代表±1个标准误。*意味着曼—惠特尼U检验得出的显著性差异在0.05水平上（p<0.05）；**意味着显著性差异在0.01水平上（p<0.01）
Jiang、Hamm、Lim、Kirk和Yang（2010）考察了汉语失歌症者对旋律轮廓的知觉。该研究包含旋律轮廓的分辨和识别任务。在分辨任务中，不同的旋律刺激既包含轮廓的违反，也包含轮廓的保持。在识别任务中，根据轮廓的复杂性，分为轮廓模式一（比如，）和轮廓模式二（比如，）。为了避免反应偏向和其他与迫选法相关误差的影响（Irwin, Hautus, & Stillman, 1992），该研究使用了信号检测论的等级评价法。失歌症组与控制组被试对旋律轮廓分辨和识别的感受性曲线（receiver operating characteristic curve ，简称ROC曲线）以Z坐标呈现在图1.3上。如图所示，在旋律轮廓分辨和识别任务中，失歌症被试所呈现的ROC曲线都比控制组被试低，这表明汉语失歌症者对旋律轮廓的知觉存在障碍。图1.3 失歌症组和控制组被试对旋律轮廓知觉的ROC曲线（a）轮廓违反分辨任务；（b）轮廓保持分辨任务；（c）轮廓模式一识别任务；（d）轮廓模式二识别任务（Jiang et al., 2010）
可见，与非声调语言为母语的失歌症者相似，汉语失歌症者对旋律音高与轮廓的知觉存在障碍。该结果暗示，对于失歌症者来说，声调语言背景似乎不能弥补他们在音乐音高加工方面的缺陷。1.1.2 绝对音高者
在失歌症者研究中，被试大多没有接受过音乐训练。已有研究表明，音乐训练可以提高听者对旋律的知觉（Fujioka, Trainor, Ross, Kakigi, & Pantev, 2004）。在音乐训练人群中，他们的旋律知觉能力是否都是相似的？现实生活中存在另一类人群，即绝对音高者。他们拥有超常的音高命名能力，即在没有参照音的情况下，绝对音高者可以对孤立的音高进行准确命名（Miyazaki, 1988; Miyazaki, 1989，1990; Ross, Gore, & Marks, 2005）。与此不同的是，非绝对音高者对音高的命名往往需要其他音高作为参照。据统计，在西方国家，绝对音高者的比例是0.1‰（Takeuchi & Hulse, 1993）。在亚洲，这种能力则较为常见（Miyazaki, 2004）。美国的一项调查研究显示，在音乐专业学生中，亚洲学生绝对音高的发生率是20%，而非亚洲学生的发生率是3%（Gregersen, Kowalsky, Kohn, & Marvin, 2001）。下文将从音程和转调视角，阐述绝对音高者的旋律知觉。
在音程加工方面，研究发现，绝对音高者无法直接识别音程，而是需要通过判断两个音的音名后，再去推断出音程关系（Levitin, 2008）。Miyazaki（1992）比较了绝对音高者和非绝对音高者对音程的加工后发现，被试需判断先后呈现的两个音所构成的音程类型。与参照音为标准频率的C音相比，当参照音是以非C音呈现时，绝对音高者的判断准确率较低且反应时间较慢，而非绝对音高者在两种条件下的判断结果没有差异。研究者推测，绝对音高者可能是通过运用固定音高完成音程加工任务，由此与相对音高（relative pitch）形成冲突，阻碍了其对音程的加工。后续研究进一步表明，绝对音高者在音程加工方面表现出对特定调性的加工偏好（Miyazaki, 1993; Miyazaki, 1995）。比如，Miyazaki（1993）让被试对不同调性中的音程关系进行判断。研究结果发现，绝对音高者对#F大调和偏离的E大调（即，偏离的E调主音处于E和E之间）音程的判断都比非绝对音高者逊色，但对C大调的音程加工与非绝对音高者不存在差异。同时，大部分绝对音高者判断这两个非C大调音程的准确性低于对C大调音程的判断。类似地，Miyazaki（1995）还发现，绝对音高者在调性音乐加工中表现出对C大调的偏好，对非C大调旋律音程的加工能力则较弱。
绝对音高者对C大调的加工优势也体现在对旋律的加工方面。Miyazaki和Rakowski（2002）使用配对出现的短小旋律作为刺激。其中，标准刺激是以乐谱方式（视觉）呈现的C大调旋律，对照刺激是以音响方式（听觉）呈现的C大调或非C大调旋律。被试需要判断两个旋律片段是否相同。结果显示，当对照刺激是C大调旋律时，绝对音高者的分辨成绩高于非绝对音高者；当对照刺激是非C大调时，绝对音高者的分辨成绩则低于非绝对音高者。同时，绝对音高者对于非C大调旋律的分辨成绩显著低于对C大调旋律的分辨成绩。Miyazaki（2004）的研究也验证了这一实验结果。在该研究中，研究者发现，旋律转调与否并未对非绝对音高者造成影响，然而，在旋律不转调的情况下，绝对音高者的加工成绩高于非绝对音高者，在转调旋律的情况下，其加工成绩则低于非绝对音高者。事实上，绝对音高者对C大调旋律加工的优势也体现在音乐结构的加工。蒋存梅、张前、李卫君和杨玉芳（2010）以C大调旋律为实验刺激，研究者发现，绝对音高被试对音乐句法基本组合规则的知觉能力显著高于非绝对音高被试，同时，无论在乐句、乐节，还是在乐汇水平上，绝对音高被试的乐句结构划分能力都显著高于非绝对音高组被试。
在音乐领域，对音高的命名不仅体现在音名方面，还体现在唱名方面。就音名而言，键盘上所有音符都被赋予一个固定的名称，然而，与音名不同，键盘上各音符的唱名则随着调的变化而变化。比如，音名为C3的音符在C大调的唱名为do，在B大调的唱名则为re。尽管音名和唱名都是约定俗成的，但是唱名与调性相关，它可以更直观地转化为音阶的音级。在特定调性上下文中，各音级的稳定性存在差异。正由于这种稳定性的差异，体现出各音符在旋律中的具体地位和作用。为了进一步探究绝对音高者对音符唱名的判断能力，我们实验室（未发表）通过分别呈现12个大调音阶的7个音符，让被试判断最后一个音符的唱名。绝对音高者对唱名的判断准确性明显低于非绝对音高者。这可能是因为绝对音高者对转调旋律较不敏感（Levitin & Rogers, 2005）。
以上研究（如, Miyazaki, 1992, 1993; Miyazaki & Rakowski, 2002）的音乐加工实质上体现的是音程结构加工，而不是音符命名。由于绝对音高者的音符命名都是以固定调（C大调）为参照的，因此，对于非C大调的音程或旋律，他们首先需要提取长时记忆中固定音高模板（fixed tonal template）的音高信息（Zatorre, 2003），进而对所听到的音符进行命名（C大调），并计算音符之间的音程距离，最后才能推算出对照音在非C大调中的唱名，或将其与标准旋律的音程关系进行对比。显然，绝对音高者对非C大调音程的命名和计算中使用的“绝对音高的策略”（Miyazaki, 1992, 1993; Miyazaki & Rakowski, 2002），都需要更多的认知负荷，从而导致了其正确率的下降和反应时的延长。
与识别任务相比，分辨任务占用的认知负荷可能较少。为了验证绝对音高者固定音高模板的音高信息（Zatorre, 2003）是否对音高分辨产生影响，我们实验室（未发表）采用Jiang等人（2013a）的实验范式，考察了绝对音高者对音高变化与音高方向的分辨阈限。在该研究中，两个阈限测验均采用ABA范式。如图1.4所示，尽管控制组被试的音高分辨阈限略高于绝对音高组被试，但是，统计结果表明，无论是音高变化检测阈限，还是音高方向分辨阈限，两组被试都不存在显著的统计差异。图1.4 绝对音高组与非绝对音高组被试对音高变化检测以及音高方向分辨的阈限值
可见，绝对音高者的音高命名能力较强，且这种优势促进了他们对C大调旋律的知觉。但是，对于绝对音高者而言，音高命名的优势似乎并没有影响他们对音高的分辨，反而在一定程度上影响了他们对非C大调旋律的知觉。1.1.3 自闭症者
与绝对音高不同，自闭症谱系障碍（简称自闭症）是以社会互动障碍、语言交流困难以及刻板行为等为主要症状的一种神经发展障碍（American Psychiatric Association, 2013）。按照智力发展水平，自闭症又可分为两种：高功能自闭症（high functioning autism）者和低功能自闭症（low functioning autism）者。前者智商高于70，后者智商低于70（Tsai, 1992）。
在世界范围内，自闭症的发生率为62/10000人（Elsabbagh et al., 2012）。在中国，自闭症的发生率达到11.8/10000人（Sun et al., 2013）。
尽管少数研究（Altgassen, Kliegel, & Williams, 2005; Bonnel et al., 2010）并未发现自闭症者在音乐音高知觉上与常人的差异，但是，多数研究结果显示出自闭症者在旋律音高与轮廓加工方面的优势。比如，Heaton、Hermelin和Pring（1998）通过音乐音高与图片匹配任务，考察了自闭症儿童的音高识别能力。研究结果显示，与正常儿童相比，自闭症儿童对音高识别具有优势。Heaton、Pring和Hermelin（1999b）重复了Heaton等人的研究，结果表明，64%的高功能自闭症者能正确匹配75%的动物图片和音高，而只有7%的正常被试能做到这一点。该研究结果在一定程度上支持了自闭症者音高识别方面具有优势的结论。该研究还发现，阿斯伯格综合征者与高功能自闭症者相比，具有更强的绝对音高感。Bonnel等人（2003）采用配对纯音音高的“相同—不同”分辨和“高—低”识别任务，进一步研究高功能自闭症者的音乐音高敏感性。研究结果显示，正常被试在“高—低”识别任务上表现得比音高分辨任务差，而高功能自闭症者在两类任务上的表现没有差异。同时，与正常被试相比，高功能自闭症在“高—低”识别任务上表现更好，体现出更强的音高敏感性。这可能是由于分类任务比分辨任务需要更多对细节性信息的知觉加工，也就是说，除了要分辨两个音高是否相同外，还要进一步区分哪个音符更高或更低。正常被试在进行精细单元的知觉信息加工时不如高功能自闭症者敏感，所以他们在分类任务上的表现也没有分辨任务好，而高功能自闭症者对精细信息的加工表现出较高的敏感度，因此在分类任务中的表现与分辨任务没有差别。可见，以上研究结果都表明自闭症者具有音乐音高知觉的优势。该研究结果也得到了后续研究的证实（O'Riordan & Passetti, 2006; Stanutz, Wapnick, & Burack, 2014）。
音高轮廓的加工不仅体现出整体的认知过程，也受到局部认知加工的影响。Frith（1989）提出了一种中央统合不足（weak central coherence）的认知方式。研究者认为，正常人的信息加工需要把信息进行整合，从整体上进行加工。尽管自闭症者对细节的加工表现得更好，然而，他们的中央统合倾向却被削弱，他们难以把许多元素整合为一个整体，因而表现出整体加工的障碍以及局部加工的偏好（Altgassen et al., 2005; Frith & Happé, 1994）。与此不同的是，知觉功能增强（enhanced perceptual functioning）理论则认为，自闭症者在旋律局部加工方面优于同龄人，但他们在整体加工方面也不存在缺陷（Mottron & Burack, 2001）。
Heaton等人（1999b）发现，当旋律音程距离处在中等距离音程或大音程情况下，所有被试的判断能力不存在显著差异，但当音程距离居于小音程水平上时（如，小于4个半音音程），高功能自闭症组对旋律轮廓的分辨力较强。Mottron、Peretz、Belleville和Rouleau（1999）验证了该研究结果：无论旋律是否转调，自闭症者都显示出卓越的旋律轮廓知觉能力。然而，Mottron、Peretz和Menard（2000）的研究结果却表明，高功能自闭症者对不转调且轮廓保持不变的旋律音高变化具有较强的分辨能力。但是，高功能自闭症者对转调或轮廓违反的旋律加工与正常人没有差异。研究者由此认为，在旋律轮廓知觉加工中，自闭症者具有局部加工的优势，同时，整体加工与常人无异。该研究结果支持了知觉功能增强理论。
Foxton等人（2003）进一步验证中央统合不足理论是否适用于自闭症者的音乐加工，研究结果发现，当旋律转调，或其他旋律音高方向都发生变化时，控制组对旋律轮廓的加工能力较差，而对于自闭症者来说，旋律转调或其他旋律音高方向的变化并不影响他们对旋律轮廓的加工。研究者把这一差异的出现归因于自闭症者听觉整体干扰的缺失，由此支持了弱中央统合理论所提出的“局部加工偏好”和“整体加工缺失”的观点。通过重复Heaton等人（1999b）的研究，Heaton（2005）提出，无论是局部加工还是整体加工，都没有一种加工策略是主导性的，因此，反驳了Mottron等人（2000）“自闭症者具有局部加工的优势”的结论。
弱中央统合理论和知觉功能增强理论的争议点在于自闭症者的整体加工是否存在缺陷，就这一问题而言，以上研究尚未得出统一的结论。尽管研究结果没有完全支持弱中央统合理论或知觉功能增强理论，但是，从总体上说，自闭症者具有正常甚至比常人更好的音高轮廓知[1]觉能力。
由于以上自闭症者音高加工研究都以非声调语言为母语的自闭症者为研究对象，Jiang等人（2015）以汉语自闭症者为被试，考察他们对旋律轮廓的知觉。该研究采用Jiang等人（2010）的实验范式。图1.5呈现的是自闭症组和控制组被试对旋律轮廓的分辨与识别。研究结果显示，尽管汉语自闭症者对旋律轮廓违反或保持的分辨与控制组被试并不存在差异，但是，他们对旋律轮廓的识别显著高于控制组被试。尽管该研究结果并不支持中央统合不足理论或知觉功能增强理论，但是却验证了自闭症者没有主导性加工策略的理论（Heaton, 2005）。图1.5 自闭症组和控制组被试对旋律轮廓的分辨与识别（Jiang et al., 2015）
综上所述，旋律作为音乐的重要组织形式，不同个体对其的知觉水平存在差异。这些差异应归因于失歌症、绝对音高以及自闭症各自不同的旋律加工机制。
[1] 关于自闭症者对音乐加工的详细论述参见万璇、董世华和蒋存梅（2014）的研究。1.2旋律知觉的神经机制
如前所述，失歌症者、绝对音高者以及自闭症者对旋律的知觉存在差异，尽管这些差异与他们的音高知觉能力相关，但是，归根结底，这些差异本质上缘于他们各自不同的旋律加工神经机制，换句话说，音高知觉能力不同的听者在旋律加工的神经机制方面可能存在差异。为了揭示旋律加工机制的本质，下文在论述正常人旋律加工神经机制的基础上，结合音高知觉能力的差异，阐述绝对音高者、自闭症者以及失歌症者在旋律知觉方面的神经机制。1.2.1 基于正常人的旋律知觉视角
早期研究主要从神经心理学的视角探究正常人的旋律加工机制。Johnsrude、Penhune和Zatorre（2000）考察了正常人和右侧颞横回（Heschl's gyrus）病变的癫痫病人对音高的分辨阈限。结果发现，癫痫病人对音高的分辨阈限与正常人不存在差异，但是，癫痫病人对音高方向的分辨阈限显著高于正常人，该研究表明，音高分辨与音高方向分辨的加工并不享有同一脑区，右侧颞横回可能负责音高方向的加工。
Peretz（1990）考察了左脑或右脑异质性损伤的病人对旋律轮廓的加工。研究使用成对出现的旋律，对照旋律可能与标准旋律在局部音程关系或整体旋律轮廓上存在差异。被试需要判断前后出现的两个旋律是否相同。结果发现，两组被试对音程关系变化的分辨都存在障碍，但是，当旋律轮廓违反成为分辨线索时，左脑损伤被试的分辨成绩比旋律轮廓不违反的条件更好，而右脑损伤被试的分辨成绩不受旋律轮廓违反与否的影响。Liégeois-Chauvel、Peretz、Babaǐ、Laguitton和Chauvel（1998）的研究进一步支持了这一结论，该研究发现，左侧颞叶（temporal lobe）切除的病人仅表现出局部音程加工的障碍，而右侧颞叶切除的病人对旋律轮廓和音程的加工均存在障碍。这些研究进一步验证，听者对旋律轮廓的加工主要依赖于右侧脑区。
在脑损伤病人研究的基础上，研究者对正常人的旋律加工机制进行了探究。Ellis、Bruijn、Norton、Winner和Schlaug（2013）使用fMRI技术考察了正常人旋律分辨的神经机制。在该研究中，研究者使用成对出现的旋律短句，要求被试判断先后出现的两个旋律是否相同。结果发现，被试在任务中表现出大脑双侧的不对称，尤其是在左侧的颞横回和缘上回（supramarginal gyrus）比右侧表现出更显著的激活。该结果表明，旋律分辨的加工具有神经激活的不对称性。Patterson、Uppenkamp、Johnsrude和Griffiths（2002）采用fMRI技术考察与旋律音高聆听有关的脑区。研究者让被试聆听无音高、固定音高以及旋律音高（具有音高变化）的音响刺激，结果发现，3种类型的刺激加工都激活了颞横回以及颞平面（planum temporal）。但是，具有音高的刺激比无音高的刺激更显著地激活了颞横回侧面区域。同时，旋律音高的音响刺激还额外激活了颞上回（superior temporal gyrus）和颞上回前部区域。该研究表明，旋律音高的加工是一种层级式的加工机制，包含了从初级听觉皮层（primary auditory cortex）向前侧皮层的激活过程。后续的fMRI研究（如, Penagos, Melcher, & Oxenham, 2004; Warren & Griffiths, 2003; Warren, Uppenkamp, Patterson, & Griffiths, 2003）也发现，非初级听觉皮层的前侧区域参与了音高的加工，进一步支持了Patterson等人的结论。
还有研究考察了多声部音乐中旋律加工的神经机制。Spada、Verga、Iadanza、Tettamanti和Perani（2014）向被试呈现多声部的音乐，其中，旋律声部为女高音声部或男低音声部，其他声部是三声部的和声伴奏。fMRI扫描结果显示，与旋律位于男低音声部的条件相比，旋律位于女高音声部条件更多地激活了双侧楔前叶（precuneus）、双侧额中回（middle frontal gyrus）、右侧额上回（superior frontal gyrus），此外，扣带回（cingulate cortex）也得到更大程度的激活。旋律位于男低音声部的条件则比旋律位于女高音声部的条件更多地激活了右侧颞上回区域。值得一提的是，该研究还发现，句法正确的旋律比句法违反的旋律更多地激活了双侧的楔前叶、压后皮层（retrosplenial cortex）以及右侧的楔叶（cuneus）和舌状回（lingual gyrus）。可见，对旋律声部的加工和旋律句法的加工都涉及扣带回后部和楔前叶区域，这表明中后部的大脑皮层在旋律加工中具有重要作用。的确，Nan和Friederici（2013）也发现右侧颞上回在旋律加工中的重要作用。
早期的听觉区域负责对听觉对象的提取，但是早期听觉皮层是否负责整合在时间中呈现的音高序列（旋律）仍不确定。Schindler、Herdener和Bartels（2013）的fMRI研究结果发现，无论旋律是否转调，或是以何种音色呈现，对旋律的加工都激活了初级和次级听觉皮层。该结果表明，早期听觉皮层可以完成对旋律的编码，这种编码不依赖于绝对音高的信息，而是基于旋律的相对音高特征。在此基础上，Lee、Janata、Frost、Hanke和Granger（2011）进一步考察了不同旋律轮廓的范畴加工所依赖的神经区域。该研究采用向上和向下的旋律轮廓为实验刺激，研究者发现，对向上和向下旋律轮廓的范畴加工主要由右侧颞上沟（superior temporal sulci）、左侧顶下小叶（inferior parietal lobe）以及前扣带回（anterior cingulate cortex）负责。
为了探究分辨旋律轮廓违反与否所涉及的脑区，Stewart、Overath、Warren、Foxton和Griffiths（2008）向被试呈现由4个音组成的短小旋律，实验任务要求被试依据one-back的方式判断前后刺激是否相同。结果发现，对整体旋律轮廓的分辨主要激活左侧颞上沟的后部，对局部旋律音高的分辨还额外激活了右侧的颞平面和颞上沟后部。该研究表明，对旋律轮廓的整体加工更依赖于左侧相关的脑区。显然，该研究结果与神经心理学研究结果（Liégeois-Chauvel et al., 1998; Peretz, 1990）存在差异，这种差异不仅缘于实验方法（比如刺激及其呈现方式）的不同，而且也缘于脑损伤病人病理特征的特异性。
在EEG研究方面，失匹配负波（mismatch negativity, MMN）常用来考察听者对旋律的加工。MMN体现出听者对偏差刺激的加工，换句话说，当刺激与上下文不符时，MMN就可能出现。该脑电成分具有相对自动化的特点，即不一定需要注意的参与（Näätänen, Paavilainen, Rinne, & Alho, 2007）。MMN最早是用来描述简单情境下的加工的，比如，在一个重复背景下出现的音高偏差，但事实上，它可以在多种情况下得到诱发。在音乐认知视角下，它也可以用来反映听者对音乐规则加工的敏感性。比如，Tervaniemi、Rytkönen、Schröger、Ilmoniemi和Näätänen（2001）发现，当旋律轮廓产生违反时，听者会诱发MMN反应。相反，在旋律轮廓不变的情况下，当旋律中的一个音程发生变化，听者同样会诱发MMN反应（Trainor, McDonald, & Alain, 2002a），这表明旋律轮廓和音程变化都被作为旋律加工的一部分，而得到编码。此外，MMN还被用来考察旋律的同步加工。Fujioka、Trainor、Ross、Kakigi和Pantev（2005）让被试聆听同时呈现的两个声部的旋律，其中某个旋律可能在音高上发生调外的偏离。结果发现，听者对偏差音高的加工诱发了MMN，同时，其对高声部的偏差音高的反应大于对低声部的反应，即诱发出更大波幅的MMN。1.2.2 基于非常规音高知觉的视角
如上所述，音高知觉与旋律知觉紧密相关。音高知觉能力的差异影响听者对旋律的加工，比如，失歌症者、绝对音高者和自闭症者等。在阐述正常人旋律加工神经机制的基础上，下文将从非常规（比正常人更高，或更低）音高知觉能力入手，围绕绝对音高者、自闭症者和失歌症者旋律加工的神经机制进行阐述。
与绝对音高者和自闭症者不同，失歌症者的音高能力具有明显的缺陷。音乐加工经常被看作是大脑颞叶的功能之一。但是，个案研究结果表明，脑成像技术并没有揭示出失歌症者在听觉皮层的加工异常（Peretz et al., 2002）。这无疑加大了失歌症神经机制研究的难度。
许多研究者运用ERP技术探究失歌症者对旋律音高的加工。比如，Peretz、Brattico和Tervaniemi（2005）考察了失歌症者对旋律音高的加工。结果表明，失歌症者在N1成分上并没有表现出异常。但是，与正常组相比，失歌症者对较大距离的音高变化诱发出更大振幅的N2b和P3b波形。研究者认为该结果是由任务的难度造成的，并不是音高加工障碍的真正原因。该研究暗示了失歌症者对旋律音高加工的神经异常可能不发生在听觉皮层。Peretz、Brattico、Järvenpää和Tervaniemi（2009a）进一步探究失歌症者大脑对旋律音高变化的检测。研究者发现，与控制组被试一样，失歌症者对失匹配的旋律音高诱发出N2成分，这表明，失歌症者的大脑已具备正常的加工音高差异的神经回路。由于失歌症者大脑没有引发出晚期P600脑电成分，研究者认为失歌症者的早期音高加工并没有导向晚期高级、意识参与的加工阶段。这也是音高加工中失歌症者与正常人大脑的差异。Moreau、Jolicæur和Peretz（2013）的研究进一步验证了以上两个脑电研究的结果。
Omigie、Pearce、Williamson和Stewart（2013）进一步使用ERP方法探究失歌症被试对旋律音高的预期。实验刺激为等时值的旋律片段，实验包含两个条件：旋律听觉预期较高和听觉预期较低。实验任务采用音色探测任务，要求被试判断在旋律中偶尔出现的带有偏差音色的音符。结果发现，与高预期的音符相比，两组被试对低预期音符的加工都诱发出更长潜伏期的P2成分，表明失歌症被试和控制组一样，对旋律中低预期音符的加工都较为困难。但是，与失歌症组不同，控制组对低预期音符的加工还诱发了早期的额部负波N1，这一效应与控制组的外显行为判断相关。该研究结果进一步说明，失歌症者大脑可能已具备正常的音高加工的神经基础。
还有研究运用脑成像技术探究失歌症者的旋律加工。Hyde、Zatorre、Griffiths、Lerch和Peretz（2006）发现，与控制组相比，在右脑额下回区域，失歌症者大脑白质（white matter）浓度减少，灰质浓度增多。在另一个研究中，Hyde等人（2007）还发现，失歌症者右脑额下回和听觉区域的皮层比正常组更厚。研究者认为，失歌症者皮层异常（诸如不正常的神经元迁移）可能危害右脑额颞部位的神经通道。
与以上研究结果不同，Mandell、Schulze和Schlaug（2007）发现，在左脑颞上沟（BA22）和额下回（BA47）区域，失歌症者大脑
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