音乐无国界，文化有差别？孤独和社恐能一样吗？练歌求偶，谁在调参？| Paper Alert # 40

人们常说，“音乐无国界”，同一段旋律常常能跨越文化和语言，引发相似的情绪。然而事实是否真的如此？在最近一项发表于 PNAS 的研究中，来自普林斯顿大学与香港中文大学的研究团队通过自然语言处理（natural language processing）分析来自不同地区和文化的人们在听同一组音乐时产生的联想，进而发现， 人们听音乐时所想象的故事，既反映了音乐本身的特征，也带有强烈的文化印记 。

过往研究发现，特定的音色和旋律能够唤起特定的情绪体验，而完整的音乐段落则通常带有叙事性（narrativity）——人们在收听一段完整的音乐时，会自发在脑海中构想出与之对应的故事。不过，这些研究仅仅粗略地测量了音乐的故事性，而并没有量化地描述这些故事的具体内容。与此同时，在过往研究中，音乐所引发的叙事是否存在文化差异也鲜有触及。

为了探究这些问题，本篇文章的研究团队从美国和中国招募了共622名被试。其中美国被试来自密歇根州和阿肯色州，而中国被试则来自贵州省的地扪村。美国和中国的被试之中，都各只有一小部分通过媒体接触过对面文化的信息。因此，他们的数据能够尽可能忠实地反映文化对音乐叙事的影响。

研究者收集了共32首无歌词的艺术音乐，它们一半属于西方流派，另一半属于中国流派。每位被试收听了其中的八首，并在收听后尽可能详尽地描述收听时脑海中浮现出的故事。接下来，研究者通过自然语言处理量化了每段故事中不同词汇的出现频率，并比较了故事间的相似程度。如果音乐引发的叙事由音乐本身的特征所决定，那么同一音乐流派下的故事之间的相似性将会高于不同流派音乐下故事的相似性。同时，如果人们对音乐的感知还受到文化的影响，那么在听同一段音乐时，来自同一文化的被试所创作的故事的相似性，也会高于不同文化被试的故事相似性。

研究结果同时印证了这两种猜想。不管是在美国的阿肯色、密歇根，还是中国的地扪村， 人们在听同一流派的音乐时想象的故事，相比听不同流派音乐时想象的故事更为相似 （图1）。与此同时， 文化也影响着人们对于音乐的解读 。在听同一段音乐时，来自阿肯色与密歇根的被试所想象的故事的相似性，要显著高于这两组被试与地扪村被试所想象故事的相似性（图2）。

由此可见，音乐虽然可以跨越语言的界限，将人们联系在一起，却也可能因为在不同文化中承载了不同的故事而拉远人与人的距离。而其他艺术媒介是否有着类似的特点，还需进一步的研究。

“孤独”是现代社会中不容小觑的现象。自新冠疫情爆发以来，孤独感所带来的心理健康风险越发引起了科学家们的注意。作为导致早死（premature mortality）的风险因素，孤独感可以与吸烟、肥胖相提并论。目前，降低孤独感的认知行为疗法（CBT）通常都是由治疗社交恐惧症（social anxiety）相关的疗法改编而来。其背后的逻辑也很简单：社交恐惧症常常与社交隔离（social isolation）、主观上的低社会支持和低质量友谊相关，这些因素会导致社交恐惧症患者对人际关系的满意度较低——而低人际关系满意度，正是孤独感的关键特征。另外，社交恐惧症的核心机制之一是“回避社交场合”，在部分学者的假设中，这也是孤独感较高的人倾向于做的事情。有了“低人际关系满意度”和“回避社交场合”两大重合点，将孤独与社交恐惧联系到一起似乎合情合理。可事实真的如此吗？

本研究中，42名高孤独感的被试和40名低孤独感的被试（均没有临床诊断，属于一般人群）参与了社交赌博游戏（social gambling game）。该游戏中，被试可以选择保守选项，即保留本轮分配到的钱；或者冒险选项，要么赢得双倍的钱，要么输掉分配的钱。当赌赢了时，被试会收到积极反馈，输了则收到消极反馈。反馈的形式有两种：社交反馈和机器反馈。各种情形参考下图A、B。在fMRI机器中进行的游戏里，所有图片均由文字取代。

- Lieberz et al., J. Neurosci. -

研究结果表明，高孤独组的社交焦虑得分确实高于低孤独组（下图A），不过两组在游戏中做出的决定并没有区分（初始分配到的钱越多，愿意赌一把的就越少，下图B），而是在对反馈的感受中有些许区别。具体来说，相对于来自电脑的消极反馈，高孤独者更乐于收到来自“人类”的消极反馈（打出的“愉悦感”（pleasantness）分数更高）；低孤独者则相反，社交意义上的消极反馈更令他们不快（下图C）。两组对不同来源的积极反馈感受相似。这部分行为学结果表明， 高孤独者对社交反馈的认知模式与低孤独者并不相同 。

- Lieberz et al., J. Neurosci. -

fMRI结果与行为学结果一致，在被试没有在做决定的阶段，研究者没有发现两组杏仁核（amygdala）活动的明显差异（下图A），而是在接收反馈阶段发现了相反的伏隔核（nucleus accumbens）活动模式（下图B）。伏隔核是腹侧纹状体（ventral striatum）的一部分，一般认为它与动机-行为连结有关。对比机器消极反馈，高孤独者的伏隔核活动在社交消极反馈中较低，低孤独者则正好相反——脑成像结果印证了行为学结果， 在消极社交反馈的认知模式上，高孤独者与低孤独者拥有的神经活动层面不同 。

- Lieberz et al., J. Neurosci. -

当研究人员将孤独与社交恐惧症状联系在一起时，可以发现 低孤独者与高孤独者有着相反的杏仁核活动模式 （下图A、B）。最有趣的莫过于下图C的结果，对于高孤独者来说，其社交恐惧症状越多，参与社交场合的主观价值就越高，再一次与低孤独者相反。

- Lieberz et al., J. Neurosci. -

这项研究表明，孤独与社交恐惧症拥有不同的认知-行为和神经学模式。不同于在社交恐惧症患者中常见的社交回避，高孤独人群与低孤独人群的不同在于对消极反馈的反应—— 高孤独人群受到消极反馈的影响更大，但社交因素的加入会削弱这种影响 。因此，针对高孤独感的行为认知疗法应当与针对社交恐惧症的疗法区分，其治疗目标并不是社交回避。

我们或许可以将这些研究结果笼统地概括为“越孤独的人越渴望社交”。尽管并不擅长社交（社交焦虑得分较高），其他人类对于高孤独者来说既是一种被珍惜的存在（参与社交场合的主观价值随社交焦虑得分增加而增加），也是应对消极反馈的保护机制（认知-行为与脑成像结果都支持这一假设）。

斑胸草雀（zebra finch）的求偶并不容易。虽然雄性一辈子只会学习一首情歌，但为了在短暂的鸟生中多一些浪漫的邂逅，它们唯有不断勉励自己勤加练习。早在1980年，就有观鸟者发现：相比在女伴面前表演的“最佳版本”（performance，female-directed singing），当斑胸草雀独自一鸟练习鸣唱（practice, undirected singing）时，它的歌声明显更富有变化性。通过记录不同脑区在表演和练习时的神经活动（neural activity），已有多项研究证明：基底节上存在一块对鸣唱情境敏感的区域（sBG，song-specialized basal ganglia），其中包含很多棘状细胞（SNs，spiny neurons）。这块区域在练习情境下的神经兴奋程度会显著高于表演情境；且其损伤会直接导致练习时的鸣唱灵活性下降。那么，这种灵活性是来源于这群棘状细胞吗？它又是如何编码了这种复杂性，实现了曲库的调参优化？

来自杜克大学的Richard Mooney实验室对这个问题展开了探索。他们发现， 相比女伴在场的情况下，棘状细胞在自我练习时兴奋程度显著增加 （图1a-c）。那么，这种兴奋性是否来自基底节的上游核团HVC呢？他们使用双纤维成像（dual-fibre photometry）记录了HVC及其投向sBG的轴突上的神经活动，发现区别于棘状细胞，HVC的神经活动不同情境下没有表现出显著差异（图d-g）。而当使用ArchT对sBG的神经活动进行抑制后，练习时的鸣唱灵活性显著下降到表演状态（图1h-j）。看来，这种 鸣唱的灵活性确实是来自于棘状细胞 了。

为了进一步量化地验证棘状细胞活动与鸣唱灵活性之间的关系，研究者使用了联合编码模型（joint encoding model）。他们对鸣唱的频谱图（spectrogram）和神经活动进行了自编码模型（variational autoencoder，VAE），获得了其在潜变量空间与其重建表征，从而建立了神经活动与鸣唱之间的直接联系（图2a-b）。研究者发现， 鸣唱行为数据和神经活动的潜变量间存在很高的相关 （图2c）。