音樂情緒感知的腦電研究

1、.PAGE ：.；音樂心情感知的腦電研討來源:paper32 【摘要】利用心情量表挑選出對(duì)應(yīng)“愉快、高興、悲傷、恐懼四種心情的音樂片段作為刺激，同步記錄腦電，從腦區(qū)、心情極性、強(qiáng)度等方面對(duì)腦電a波功率的變化進(jìn)展了分析結(jié)果闡明：腦電a波功率的變化與心情的極性和強(qiáng)度親密相關(guān)；“高興與恐懼、“愉快與恐懼、“恐懼與悲傷之間a波功率差別顯著；項(xiàng)枕區(qū)波功率在負(fù)極性心情中強(qiáng)度強(qiáng)的明顯小于強(qiáng)度弱的；在強(qiáng)度強(qiáng)的心情中，正極性心情顯著大于負(fù)極性心情關(guān)鍵詞：腦電波功率；心情感知：音樂和腦電；音樂心情心情感知作為社會(huì)認(rèn)知的重要部分，在生物進(jìn)化過程中及現(xiàn)實(shí)生活的社會(huì)交往中至關(guān)重要。關(guān)于人類心情的神經(jīng)科學(xué)研討大都采用靜態(tài)

2、視覺圖像為刺激來誘發(fā)心情【l】，而現(xiàn)實(shí)生活中人的心情顯然可由多種不同的刺激源引發(fā)。神經(jīng)科學(xué)已發(fā)現(xiàn)音樂也是可用來研討心情的一種有效工具。音樂所具有的優(yōu)勢(shì)在于：(1)音樂可以引發(fā)相當(dāng)強(qiáng)度的心情反響；(2)這些心情通?？梢栽诓煌辉噯栆恢碌卣T發(fā)；(3)音樂不僅可以引發(fā)不愉快心情，也可以引發(fā)愉快心情，而經(jīng)過靜態(tài)圖像卻難以引發(fā)愉快心情【l】。文獻(xiàn)【2】報(bào)道，腦電(electroencephalogram，EEG)功率譜變化與音樂心情的極性和強(qiáng)度親密相關(guān)；a波功率與大腦活動(dòng)呈反相關(guān)，即僅功率愈大代表腦活動(dòng)愈少；反之，伍功率愈小代表腦活動(dòng)愈多；同時(shí)OL波段功率比其他波段更能反響大腦行為的變化【31。然而，作

3、為一個(gè)新的領(lǐng)域，音樂心情感知的腦電研討整體上還處于探求階段，等待更多更系統(tǒng)而細(xì)致的研討。本文從多種角度分析了八名被試者分別在靜息形狀以及由音樂引發(fā)的四種不同心情形狀下腦電僅波功率譜的變化，得到了一些有價(jià)值的結(jié)論。1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法11音樂心情丈量實(shí)驗(yàn)前運(yùn)用心情量表挑選音樂刺激，此量表包括兩部分：1)中文版的分化心情量表(differentialemotions scale，DES)，為一個(gè)描畫詞檢表，包括十種根本心情，用于丈量個(gè)體處在特定心情情境下的心情分化成分41。2)對(duì)心情的極性和強(qiáng)度進(jìn)展測(cè)定，包括：(1)訊問被試所聽音樂能否愉快。(2)訊問被試所聽音樂的強(qiáng)度大小，答案選項(xiàng)均從“l(fā)到“9記分

4、，分別對(duì)應(yīng)從“極不愉快到“非常愉快、從“格外平和到“格外猛烈的延續(xù)變化。測(cè)試后根據(jù)此兩項(xiàng)得分，以強(qiáng)度為橫坐標(biāo)、愉快度為縱坐標(biāo)作圖，來斷定特定音樂所引發(fā)心情的極性和強(qiáng)度【5l。12實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)被試者為八名右利手正常大學(xué)生(均未接受過任何專業(yè)音樂訓(xùn)練)，平均年齡為2188173歲。實(shí)驗(yàn)刺激為根據(jù)30名未參與實(shí)驗(yàn)的大學(xué)生利用心情量表對(duì)14段音樂進(jìn)展打分而挑選出的四段音樂，分別對(duì)應(yīng)“愉快、高興、悲傷、恐懼四種根本心情，每段音樂均參考其自然起伏剪輯約2 min。其中愉快和高興屬正極性心情，悲傷和恐懼屬負(fù)極性心情，它們共同組成心情的四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。實(shí)驗(yàn)開場(chǎng)前告知實(shí)驗(yàn)的根本目的，指示被試者放松去聽并領(lǐng)會(huì)每段音樂帶

5、來的感受。實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)令被試者調(diào)整形狀至安靜，分別記錄閉眼、睜眼形狀下的腦電各2 min。(2)為被試者播放兩段舒緩而中性的音樂各2 min，協(xié)助 被試者順應(yīng)環(huán)境。(3)提示被試者實(shí)驗(yàn)正式開場(chǎng)，為被試者播放四段音樂刺激，每段刺激播放終了后要求被試者填寫心情量表；而后被試者調(diào)整形狀，提示實(shí)驗(yàn)者開場(chǎng)播放下一段音樂。四段音樂刺激的播放順序固定，即總是負(fù)極性心情的音樂在后，正極性心情的音樂在前，根據(jù)是：由負(fù)極性刺激所引發(fā)的負(fù)極性心情趨向比由正極性刺激所引發(fā)的正極性心情繼續(xù)較長的時(shí)間州，為防止負(fù)極性心情的繼續(xù)對(duì)正極性心情的誘發(fā)產(chǎn)生干擾，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為負(fù)極性刺激總是在正極性刺激之后進(jìn)展。音樂由電腦播放

6、并經(jīng)過耳塞傳入被試者耳中，被試者在一切聽音樂的過程中均閉眼。腦電信號(hào)經(jīng)過EGI System 200型腦電記錄儀記錄，采集通道為128道。電極按GSN128規(guī)范放置，電極阻抗均調(diào)至40 kQ以下。任務(wù)中主要分析四個(gè)電極位置的EEG信號(hào)，即國際lO10系統(tǒng)的F3、F4、P03和P04，它們分別代表左半球、右半球、前半球(額區(qū))、后半球(頂枕區(qū))等不同腦區(qū)陰。一切電極均以中央頭頂(Cz)為參考，記錄數(shù)據(jù)經(jīng)過01-48 Hz的帶通濾波，采樣率為500 Hz。13數(shù)據(jù)處置及分析一切EEG信號(hào)都進(jìn)展了眼動(dòng)偽跡去除，并按時(shí)間截為長度約10 s的數(shù)據(jù)段。分別選擇各被試者在每種形狀下的數(shù)據(jù)段lO個(gè)，用DFT變

7、換進(jìn)展功率譜估計(jì)，由此計(jì)算得到僅波(813 Hz)的平均功率譜，然后對(duì)一切數(shù)據(jù)取對(duì)數(shù)后再進(jìn)展平均，最終每個(gè)被試者的每個(gè)形狀都對(duì)應(yīng)一個(gè)值，該數(shù)據(jù)用于后續(xù)分析。與心情相關(guān)的腦波成分能夠包括0波、p波和0波等，但0波的變化最容易察看。因此作為系列研討的第一步，本文以對(duì)腦電波的分析為切入點(diǎn)，對(duì)處置后的腦電波功率譜進(jìn)展反復(fù)丈量方差分析，以分析各要素(包括心情類型、極性、強(qiáng)度、大腦偏側(cè)性以及腦區(qū)前后)對(duì)僅波功率譜大小的影響，其中顯著性程度定義為P005。統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS軟件(1 30版本)。2結(jié)果21心情丈量結(jié)果實(shí)驗(yàn)前所進(jìn)展的心情DES丈量結(jié)果和心情極性強(qiáng)度丈量結(jié)果，圖中所示均為30人得分的平均值。圖

8、la的結(jié)果闡明，實(shí)驗(yàn)所采用的音樂刺激可以有效地誘發(fā)四種目的心情；圖lb的結(jié)果闡明，所選的四種心情在二維圖上具有良好的分散性。22腦電波功率譜統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果221額區(qū)以心情極性(正、負(fù))、強(qiáng)度(強(qiáng)、弱)、大腦半球(左、右)為組內(nèi)要素，對(duì)額區(qū)(F3、F4)進(jìn)展三要素反復(fù)丈量方差分析，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)任何顯著性差別。但對(duì)此結(jié)果的進(jìn)一步分析中發(fā)現(xiàn)有以下趨勢(shì)：在正極性心情和負(fù)極性心情中，強(qiáng)度強(qiáng)的心情的0【功率都小于強(qiáng)度弱的心情：而在強(qiáng)度強(qiáng)和強(qiáng)度弱的心情中，正極性心情的a功率都大于負(fù)極性心情(正強(qiáng)：659020：正-弱：663027；負(fù)強(qiáng)：639+013；負(fù)弱：659018)。這些趨勢(shì)闡明，腦電口功率隨音樂心情的

9、極性和強(qiáng)度變化而分布不同，正極性心情的相對(duì)大于負(fù)極性心情，強(qiáng)度強(qiáng)的心情的功率相對(duì)小于強(qiáng)度弱的心情的IX功率。222頂枕區(qū)以與額區(qū)一樣的方法對(duì)頂枕區(qū)0,03、P04)進(jìn)展三要素反復(fù)丈量方差分析，發(fā)現(xiàn)音樂心情的極性強(qiáng)度交互效應(yīng)顯著曠(1，7)=14087，p0007)，闡明頂枕區(qū)IX功率也隨心情的極性和強(qiáng)度變化而分布不同：在負(fù)極性心情中，強(qiáng)度強(qiáng)的心情的伐功率(716026)顯著小于強(qiáng)度弱的心情的(743032)，即“恐懼恐懼。大腦半球的主效應(yīng)顯著曠(1，7)=7285，pO031)，闡明在任何條件下大腦左半球的0c功率(725031)都顯著小于右半球(746+031)，這與目前公認(rèn)的非音樂家人士的

10、音樂感知主要在右半球的結(jié)論是一致的。除此之外未見其他任何主效應(yīng)或交互效應(yīng)顯著。223額區(qū)與頂枕區(qū)為了分析兩者之間的整體差別，本文將額區(qū)和頂枕區(qū)左右半球的a功率分別相加，重新構(gòu)造數(shù)據(jù)表，以腦區(qū)(前額區(qū)、后頂枕區(qū))為組間要素、心情類型(高興、愉快、恐懼、悲傷)為組內(nèi)要素進(jìn)展反復(fù)丈量方差分析，結(jié)果闡明：組間要素腦區(qū)的主效應(yīng)顯著曠(1，14)=4944，p0043)，腦區(qū)對(duì)功率大小分布有顯著的影響，頂枕區(qū)的1471051)顯著大于額區(qū)的(1310+O51)，這是人在清醒形狀時(shí)腦電儀節(jié)律在枕區(qū)和頂區(qū)分布最為顯著的必然結(jié)果：組內(nèi)因心情類型不同而有顯著性差別；腦區(qū)與心情類型間無交互效應(yīng)(F(3，12)=04

11、，P=0756)。進(jìn)一步對(duì)心情類型的四個(gè)程度進(jìn)展多重比較，結(jié)果闡明：“高興和“恐懼、“愉快和“恐懼、“恐懼和“悲傷之間相比分別有顯著性差別pO023)，詳細(xì)為“恐懼高興、“恐懼愉快和“恐懼悲傷(恐懼：1356029；高興：14010381愉快：1403044；悲傷：1402036)，其他程度間均無顯著性差別.3分析和討論由心情丈量結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)所采用的音樂刺激可有效地誘發(fā)四種心情，且其心情極性、強(qiáng)度分布恰當(dāng)，與實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆浅Ｏ喾?。在?jīng)過被試自我評(píng)價(jià)而丈量心情時(shí)，假設(shè)僅對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的心情進(jìn)展訊問，并不能充分證明該心情已有效發(fā)生，為此，本文采用DES量表對(duì)十種不同的心情成分進(jìn)展評(píng)價(jià)，防止了只對(duì)目的心情

12、進(jìn)展測(cè)評(píng)而導(dǎo)致的不準(zhǔn)確性。根據(jù)心情的“鼓勵(lì)。抑制模型31，大腦左額區(qū)活動(dòng)與高興、興趣、幸福感等行為鼓勵(lì)性心情有關(guān)，右額區(qū)與恐懼、厭惡、悲傷等行為抑制性心情有關(guān)。進(jìn)一步的研討闡明，較多的左額區(qū)EEG活動(dòng)總是與正極性心情的處置相關(guān)，而較多的右額區(qū)EEG活動(dòng)那么總是與負(fù)極性心情的處置相關(guān)，a波功率值那么為：處置正極性心情時(shí)左額區(qū)a功率小于右額區(qū)，處置負(fù)極性心情時(shí)左額區(qū)功率大于右額區(qū)17,功率。此外，額區(qū)腦電總活動(dòng)大小隨音樂心情強(qiáng)度的減小而減小，即額區(qū)腦電隨音樂心情強(qiáng)度的減小而添加。本文的研討闡明：(1)不僅額區(qū)，而且頂枕區(qū)的腦電0功率隨音樂心情強(qiáng)度的減小而添加。詳細(xì)表現(xiàn)為在額區(qū)正和負(fù)極性心情中，強(qiáng)度強(qiáng)的心情對(duì)應(yīng)的相對(duì)小于強(qiáng)度弱的心情121；在頂枕區(qū)負(fù)極性心情中，強(qiáng)度強(qiáng)的心情對(duì)應(yīng)的o功率顯著小于強(qiáng)度弱的心情；在額區(qū)和頂枕區(qū)13,總功率的分析中那么有“恐懼高興、“恐懼愉快和“恐懼恐懼，“愉快恐懼等顯著性差別。這些結(jié)果闡明，強(qiáng)或弱的心情中，腦電信號(hào)在正極性心情中的僅功率要大于負(fù)極性心情，且與心情極性的關(guān)系受音樂強(qiáng)度的調(diào)制，即強(qiáng)度強(qiáng)的負(fù)極性心情a功率最小，而強(qiáng)度弱的正極性心情0c功率最大。4終了語本文以音樂為刺激進(jìn)展了心情感知與腦電之間聯(lián)絡(luò)的研討，主要從腦區(qū)、大腦半球偏側(cè)性、心情極性和強(qiáng)度等方面分析了腦電的變化規(guī)律，得出腦電tl,功率的變化與心情極性和強(qiáng)度親密相關(guān)