海阳，独立打工音乐人 阅读原文 这个是有听觉神经电生理学基础的，听觉中脑编码周期性信号时频特征的机制之一是锁相反应,其编码信息向上传递至更高级中枢供其整合以实现听觉系统的言语感知。这个锁相反应简单理解就是你的大脑两侧听觉神经元只有在特定的相位声波刺激下做出同步性频率发放（频率发放可以简单理解为声音信号转化听觉神经电信号的增加，相当于扩音喇叭）。 在 Fishman YI[1]等人的研究中，清醒猕猴的 A1 中记录了由和谐程度不同和弦引起的响应，并使用听觉诱发电位（AEP），多单位活动（MUA）和电流源密度（CSD）技术进行了评估。和弦由两个同时产生的谐波复音组成。猴子 A1（初级听觉皮层）中的振荡锁相活动的大小与感知到的和弦不谐调相关。不和谐的和弦引起的响应显示出振荡已锁定到预测的差频，而由辅音(和谐）和弦 consonant chords 引起的响应（例如八度和完美的五分音）则几乎没有或没有锁相活动。简单理解，大三、小三和弦，三个音频率不同人听觉系统会锁定识别差频引起锁相反应，“放大”反应传递给听觉系统，而八度、纯五度由于频率相位一样，则没有锁相活动，你的听觉会默认为两个音几乎一样，“平凡”得没有感受注意，这也是音乐上八度和纯五度没有感情色彩的生理学原因，以此推测古典音乐禁止“平行五八度”也是有此生理性原因。 关于“大三和弦与小三和弦”和弦色彩的生理学基础，音乐上通常感受认为大三和弦色彩阳光、快乐、坚定有希望，而小三和弦阴郁、悲伤、伤感、忧愁，激发着人们不同情绪。这是怎么造成的呢？Chan PY 等人研究[2]提到：情绪响应也可以映射到间谐波图上。下图展示了一个示例，当暴露于水平方向的频率（F-）轴由垂直（∆ f）轴中的频率调制。F- 值在水平轴上以 Hz 及其相应音符名称表示。从间谐波调制得到的愉悦度在彩色背景中编码为参考。绿色区域被认为是令人高兴的，黄色区域令人愉悦，橙色区域令人不愉快，但一点也不令人烦恼，红色区域不和谐，黑色区域超出了跳动范围（产生拍频，拍频即为调制的简谐波 -- 两个谐波叠加的振幅出现间隔性变化，可以听到音之间的间隔或者停顿类似音乐中的拍子）。黑点表示标记的思想或情感的位置。这表明间谐波调制（此处为两个音的叠加）带来了各种各样的思想或情感。如果同时触发其中的几个同时发声的简谐波绘制的愉悦度知晓，则可以猜想推测钢琴上的十个手指或者乐团中的所有乐器如何通过音符结合几种（思想或情感）以在谐音特征空间上绘制故事时间。 fig1.由水平轴上的纯音频率触发的听觉响应示例，调制为垂直轴上的频率。绿色，黄色，橙色，红色和黑色分别表示令人愉悦，有些令人愉悦，令人不快，不和谐以及超出跳动范围。 半音（一般人耳音高最低分辨频率）之间频率差如下图 fig2，低音 C0 音区半音频率差在 1-5Hz 之间，这也是低音音高难以分辨的原因，中央 C 半音频率差在 16-26Hz 之间，高音 C8 音区半音频率差在 248.9-443.5Hz 之间，所以结合上图 fig1 可以知道半音在叠加调制组合时几乎都是处于不愉快乃至拍频的区间。 fig2.各音高频率对应表 补充第二篇文献相关概念的解释：人类对和谐的感知是由构成和谐中每个音符的正弦曲线组合所产生的听觉事件组成的。这些可以分为间谐波和次谐波调制。一阶间谐波调制是由跨不同音符的相邻正弦波之间的相互作用产生的。通过将结果振幅调制的频率粗略地分类为不和谐的拍频和不和谐的低频调制，根据它们的调制和载波频率来触发各种情绪。二阶间谐波调制是通过一阶对准来产生的。可以根据由间谐波图上的间谐波调制所施加的模式来识别不同间隔的谐音类型。f向特定阈值增加的谐间调制变得越来越不和谐，正如亥姆霍兹（Helmholtz）提出的那样，被称为拍频[4]。另一方面，小Δf 的间谐波调制有助于产生谐音。 fig3.Δf 尺度上的间谐波调制类型 Bones O 等人[3]研究耳蜗相互作用的影响，以两种方式播放了音符：两只耳朵的音符都相同，或者两只耳朵的音符都不同。还测量了反应后的电生理频率（FFR），反映了与刺激同步的脑干中持续的神经活动。当两个音符都出现在两只耳朵上时，和谐和不谐和弦之间的感知区别要强于当音符出现在不同的耳朵上时。在两个音符都出现在两只耳朵上的情况下，在 FFR 中可以观察到对应于非线性耳蜗处理产生的不同音调的其他低频分量，从而有效地增强了和弦而不是不谐和弦的神经谐和性。抑制 FFR 的耳蜗包络分量也抑制了额外的频率分量。这表明，在和谐和弦的情况下，耳蜗中音符之间的相互作用产生的不同音调会增强对和谐音程的感知。此外，在 FFR 中，谐音和非谐和弦与单个和声之间有较大区别的个人，对谐和声的偏好要强于非谐和弦。总的来说，这些结果提供了令人信服的证据，说明神经时间编码在谐音感知中的作用，并表明在锁相神经激发中谐波的表示驱动了谐音感知。 Reference：[1].Fishman YI, Volkov IO, Noh MD, Garell PC, Bakken H, Arezzo JC, Howard MA, Steinschneider M. Consonance and dissonance of musical chords: neural correlates in auditory cortex of monkeys and humans. J Neurophysiol. 2001 Dec;86(6):2761-88. doi: 10.1152/jn.2001.86.6.2761. PMID: 11731536. [2].Chan PY, Dong M, Li H. The Science of Harmony: A Psychophysical Basis for Perceptual Tensions and Resolutions in Music. Research (Wash D C). 2019 Sep 29;2019:2369041. doi: 10.34133/2019/2369041. PMID: 32043080; PMCID: PMC7006947. [3].Bones O, Hopkins K, Krishnan A, Plack CJ. Phase locked neural activity in the human brainstem predicts preference for musical consonance. Neuropsychologia. 2014 May;58(100):23-32. doi: 10.1016/j.neuropsychologia.2014.03.011. Epub 2014 Mar 29. PMID: 24690415; PMCID: PMC4040538. [4].Helmholtz H. v.On the Sensations of Tone as a Physiological Basis for the Theory of Music.Longmans, Green; 1912. 阅读原文
