科學也可以如此靠近

痴呆的老年大腦並非全痴呆,音樂可能激活大腦


IT之家要聞英國BBC科學記者梅麗莎·霍根鮑姆(M H)的父親皮亞特(P)患有阿爾茨海默氏症(A’,又稱老年痴呆症),儘管這讓他與人溝通變得困難,但他還是喜歡唱歌。研究發現,並非只有皮亞特如此,音樂可能是我們理解大腦的關鍵。阿爾茨海默氏症是最常見的痴...

- 2018年6月28日17時24分
- 【IT之家要聞】

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英國BBC科學記者梅麗莎·霍根鮑姆(Melissa Hogenboom)的父親皮亞特(Piet)患有阿爾茨海默氏症(Alzheimer’s,又稱老年痴呆症),儘管這讓他與人溝通變得困難,但他還是喜歡唱歌。研究發現,並非只有皮亞特如此,音樂可能是我們理解大腦的關鍵。

阿爾茨海默氏症是最常見的痴呆症之一。這意味著皮亞特大腦中的細胞不能再正常工作。雖然他許多過去的記憶仍然存在,但痴呆圍繞著這些記憶創造出黑暗的邊緣,使他它們無法被觸及,變成支離破碎和令人困惑的碎片,他無法再將它們拼湊起來。霍根鮑姆寫這篇文章並非是為了激起人們對皮亞特或其家人的同情,而是希望我們能更好地理解這種疾病,它正在殺死如此多的重要神經元,並使患者的行為發生不可逆轉的改變。

在診斷之前,霍根鮑姆曾問皮亞特,患上痴呆症是什麼感覺。他描述稱,就好像有一團陰影或雲不停地跟著他。他說,他並不害怕發生在自己身上的事情,接受它讓生活變得更容易。雖然疾病奪走了皮亞特更多的獨立性,但他對音樂的熱愛依然如故。皮亞特是幫助霍根鮑姆了解20世紀70年代搖滾音樂的人,他帶著女兒前往歌劇院,並經常在家裡演奏古典音樂。

(圖2:皮亞特和他在荷蘭的家人)

現在,即使皮亞特與人溝通的口頭語言能力下降了,但音樂仍然是他構建有形關係的紐帶,尤其是歌劇音樂。在過去的兩年里,在音樂療法的幫助下,皮亞特開始學習新的音樂技能。他把簡單的音符寫在兩個豎琴上,一把大豎琴、一把小豎琴,每天藥用它們彈唱數次。當他唱歌時,他稱之為「歌劇」。

有時候,皮亞特會在超市里放聲歌唱。在散步時也會如此,甚至是在家庭聚會期間。有時,他會尷尬地打斷談話,然後站起來說「我想現在唱歌劇」,隨即就會哼起沒有歌詞的旋律。有時他的歌聲聽起來很美,有時則不然。但這並不重要。儘管皮亞特從來都不是一個尋求關注的人,但他卻沒有因為身處聚光燈下而感到尷尬。

(圖3:霍根鮑姆與彈奏豎琴的父親)

霍根鮑姆早就知道,音樂可以用於治療像她父親這樣的人,但它還有其他令人驚訝的好處。音樂是科學家們用來更多地了解大腦的眾多研究工具之一,包括大腦是如何以及為什麼慢慢停止運作。雪梨麥考瑞大學的臨床神經心理學家艾米·貝爾德(Amee Baird)說:「人們把音樂稱為『超級激活器』,它真的激活了整個大腦。這就是它如此強大的原因,它能對人們產生巨大影響,不僅僅是痴呆,而是我們所有人。」

皮亞特的痴呆始於早年。在他50多歲的時候,健康的大腦中出現一個小污點。起初沒有多大變化,但在隨後的近10年里,這種疾病慢慢地奪走了他講英語的能力,儘管他在英國生活了20多年,而且他還慢慢偷走了他講母語荷蘭語的能力。皮亞特不屬於患痴呆症的風險人群,他沒有家族病史,始終都很苗條、健康、活躍。

然而,這正是這種疾病如此具有破壞性的原因之一,它可以影響任何人,雖然我們仍然不明白為什麼。據估計,僅在英國就有85萬人患有痴呆症。隨著我們壽命的延長,這一數字預計會繼續增加。然而,只有少部分人像皮亞特那樣年輕時就患病。

這就是為什麼科學家對最近一項案例研究感到非常興奮的原因,該研究對象是一位91歲高齡的老年痴呆症患者,她被稱為諾瑪(Norma)。她不再認識自己所愛的人,也不能創造新的記憶。儘管如此,她還是學會了一首她從未聽過的新歌。她沒有受過專業的音樂訓練,但據她女兒的說法,音樂總是讓諾瑪非常開心。

(圖4:91歲的痴呆症患者諾瑪竟然學會了新歌)

諾瑪的女兒聯繫了研究音樂和痴呆症的貝爾德,解釋她的母親在車裡唱了新的流行歌曲的情景。這位神經心理學家非常感興趣,他說:「你可能聽說過,患痴呆症的人總是會唱他們年輕時的老歌,這是很常見的。但學唱新歌卻未曾聽聞過。」諾瑪的音樂記憶經過好幾種測試。首先,她收聽熟悉的歌曲,如《Waltzing Matilda》、《You are My

Sunshine》等,看她是否能完成它們。正如所料,她對此非常輕鬆。

接著,諾瑪被教授了一首不太熟悉的挪威童謠。24小時後,她成功地回憶起了這首歌的音調。兩周後,她再次接受了測試,在沒有任何提示的情況下再次回憶起了這段旋律。為了更全面地測試她的記憶力,諾瑪被要求記住三個單詞,然而即使兩分鐘後被提示,她也記不起來了。諾瑪還善於回憶熟悉的音樂歌詞,而不是著名的諺語。音樂在她的記憶和大腦中確實有著特殊的地位。

貝爾德表示,諾瑪的專長是最詳細的案例研究。似乎是她的程序性記憶系統在發揮作用,這套系統幫助我們做些需要很少有意識思考的動作,比如走路。同樣的記憶系統可以讓患老年痴呆症的音樂家繼續演奏他們的樂器。諾爾瑪學了一首新歌,也許這使她的情況變得不同尋常。

像諾瑪和皮亞特這樣的人可能比其他人更喜歡音樂。儘管如此,這還是能幫助我們更深入地了解嚴重受損的大腦。貝爾德希望音樂可以用來教授痴呆症患者更多的新技能,同時減少焦慮和抑鬱。但是音樂也可能不僅僅幫助記憶。就像霍根鮑姆在她父親身上見證的那樣,音樂在某種程度上幫助痴呆症患者保護著「自我意識」。

正如已故的腦神經學教授奧利弗·薩克斯(Oliver Sacks)在他的著作《音樂愛好者》(Musicophilia)中所寫的那樣:「熟悉的音樂是一種普魯斯特式(Proustian)的記憶,可以激髮長久以來被遺忘的情感和聯想,讓病人再一次碰觸到情緒、記憶、思想以及那些似乎已經完全迷失的世界。」

(圖5:痴呆症會扭曲一個人的記憶)

這個想法對於家庭成員來說是一種安慰,也是霍根鮑姆在父親身上看到的。在問皮亞特多大年齡或者他以前做什麼工作時,他對自己無法回答這些問題而感到沮喪。但是和他共同唱歌,他就會高興起來。在這樣的時刻,顯然皮亞特仍然是霍根鮑姆的幽默父親,他沒有把自己看得太嚴肅。

當霍根鮑姆開始更多地了解音樂在理解痴呆症方面的作用時,她發現有幾個研究人員正嘗試使用音樂來幫助解鎖大腦的活動。例如,2015年的一項研究(對健康人)發現,大腦內側前額葉皮層部分可以區分熟悉的音樂和新曲調。腦部掃描顯示,在老年痴呆症患者中,這一區域被保留了下來。

這就可以解釋,為什麼有些記憶被遺忘的時候,音樂記憶卻能保留下來。這項研究的作者之一、馬克斯-普朗克人類認知與腦科學研究所的羅伯特·特納(Robert Turner)說:「我們發現,年輕志願者中內側音樂腦區受老年痴呆症的影響較小,這一點很明顯。」大腦的這一部分也被顯示為「自我意識」的重要位置。特納的研究證實了薩克斯提出的觀點,即「自我」仍然存在於痴呆症患者腦中。

特納說:「當人們被要求反思自己以前的經歷時,神經成像研究也顯得十分活躍。」這是「默認模式網絡」的一個重要組成部分,所以被如此稱呼,是因為它是在大腦處於「默認」模式的時候才會出現,比如我們在做白日夢時。特納表示:「精神錯亂患者聽到他們知道的音樂和喜愛的音樂時會做出非常積極的反應,它可能是這種『自我肯定』的罕見機會的反映。」

音樂似乎是利用了這樣一個事實:我們的記憶並沒有儲存在大腦的特定區域。我們的記憶不像那些放在書架上的獨立文件,我們可以在需要的時候返回來取。它們之間的關係錯綜複雜。因此,一首歌的記憶可能喚起特定的時間、地點或氣味,以及激活與聲音、文字、節奏和情感有關的大腦部分。這就是為什麼有些音樂能力被認為能在痴呆症中得以保留的原因:如果一個系統崩潰了,其餘的系統可以接管。

在倫敦大學學院,神經科學家們正在積極對此進行研究。領導這個團隊的傑森·沃倫(Jason Warren)稱,音樂可以讓他看到大腦網絡是如何相互作用的,而不必依賴於與病人的口頭交流。這意味著,當大腦區域不能正常工作時,音樂可以揭示其功能原理。例如,大腦對音樂和其他複雜聲音的反應截然不同。

在一項研究中,沃倫和同事們將老年痴呆症患者暴露在一系列的噪音中,比如嗶嗶聲,以觀察他們大腦的哪個部位出現反應。處理複雜聲音(如語言)的重要區域被證明受到損害,這就解釋了那些患有痴呆症的人往往會發現,在嘈雜背景的房間裡聽某個人的聲音或他們的名字為何如此困難,這就是所謂的「雞尾酒會效應」。

音樂也讓沃倫的團隊理解為什麼額顳葉痴呆患者在解釋情感方面存在困難。例如,當他們看到有人哭泣時,他們不再表示出同情或回應,即使哭泣的人是他們的親人。這些人通常善於識別歌曲,但當被問到一首歌是快樂還是悲傷時,他們無法對其情感屬性進行分類。大腦掃描顯示,他們的疾病影響的是那些用來推斷他人精神狀態的重要區域,即心智理論。

(圖6:音樂激活整個大腦)

在另一項研究中,沃倫的團隊發現,儘管失去了情感世界,但有些患者開始渴望音樂,就好像他們對音樂上癮一樣。在某種程度上,他們的獎勵系統是在對音樂的反應中被激活的,即使他們失去了與獎勵有關的情感聯繫。沃倫的博士生伊利亞·本哈默(Elia

Benhamou)說:「音樂療法可能會幫助那些(失去的)網絡之間重新連接。」。這表明,即使在表面上這些患者似乎沒有情感上的反應,但他們的情感系統仍然對他們的世界很重要,而音樂可以某種方式幫助激活它。

老年痴呆症患者表現出相反的模式。他們通常能理解一首歌背後的情感,但他們通常記不住它的名字或第一次聽到它的地方。事實上,他們發現音樂的能力和健康的人差不多。沃倫解釋稱:「關於為何這些類型的痴呆症有所不同,音樂能夠揭示出非常基本的東西,音樂可以穿透複雜性。」

像這樣的研究不僅加深了我們對大腦受損程度的認識,也加深了我們對健康大腦的理解,以及我們所有人的大腦對音樂的反應。從理論上說,一旦我們對這些模式有了更清晰的了解,它就能幫助科學家們精確定位大腦何時會比現在更快地崩潰。沃倫等人認為,從理論上講,在腦部掃描顯示萎縮之前,音樂就可以幫助識別行為變化。這與發現早期痴呆症患者幽默能力受損的徵兆類似。沃倫稱:「我們完全有理由認為,人們可以通過音樂找到類似的東西。」

更讓人感到印象深刻的是,他把音樂作為研究工具,並得出如此豐富的成果。音樂激活了生存所必需的大腦網絡,包括傾聽我們周圍的環境,處理異常情況,我們的獎勵系統和心智理論等。本哈默說,這暗示音樂有真正的「生物學目的」。也就是說,我們曾經需要它來幫助生存。這是一種理論,但如果這是真的,它就可以解釋為什麼音樂能使那些失去大腦連接的人擁有如此多的有益特性。

沃倫說:「每個人類社會都有音樂,為什麼它如此重要?答案可能是,在成為一種藝術形式之前,音樂正在做一些基本的事情,比如教我們如何回應他人。」霍根鮑姆不知道父親聽音樂的時候腦子裡在想什麼,但從科學文獻中可以清楚地看到,有些神經聯繫已經帶走了他的獨立性,而這些聯繫在他演奏音樂或唱歌的時候開始變得不同。

皮亞特自發性的「歌劇」演唱在過去的1年里逐漸減少,但他仍然每天為自己唱幾次,顯然從中得到了很大的樂趣。上周,霍根鮑姆的母親告訴她:「我們還是像往常一樣,在城裡散步時唱歌。」音樂使皮亞特保持微笑。當太多的東西丟失後,音樂給了他許多他仍然可以創造的東西,與他互動並享受其中的樂趣。最讓人驚訝的發現是,音樂可以幫助皮亞保留部分「自我」,即使這對我們其他人來說也變得越來越困難。


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