大腦是人體(ti) 中最先開始衰老的器官之一，大腦的老化常常伴隨著多種認知障礙，其中聽力下降對老年人的生活質量有較為(wei) 明顯的影響。過往研究發現，老年人在噪聲環境下的言語感知能力會(hui) 普遍下降。在嘈雜環境中，老年人聽不清楚他人的話，這不僅(jin) 會(hui) 影響老年人的社交和情緒，甚至還可能導致癡呆早發。

　　積極的生活方式有益於(yu) 延緩這種情況的發生。已有研究認為(wei) ，音樂(le) 訓練可以有效增強老年人在嘈雜環境下的言語感知能力，這表明音樂(le) 訓練在對抗老化方麵有潛在作用。

　　日前，中國科學院心理研究所杜憶研究員團隊開展了一項功能磁共振研究，首次證實了老年音樂(le) 家能采用功能保持和功能代償(chang) 兩(liang) 種相互依賴的機製，來延緩其在噪聲環境下視聽言語知覺的老化，證明長期音樂(le) 訓練可增強老年人的言語感知能力。4月26日，相關(guan) 成果論文以封麵論文的形式發表在《科學進展》上。

　　噪聲環境下言語感知過程複雜

　　“從(cong) 腦科學的角度來看，在正常的衰老過程中，我們(men) 大腦的結構和功能都會(hui) 隨著年齡增大而發生一係列改變。”杜憶解釋，從(cong) 整體(ti) 結構上看，大腦的老化主要表現為(wei) 大腦體(ti) 積下降。在大腦的不同區域中，額葉和頂葉腦區往往是最先開始萎縮的，並且比顳葉和枕葉萎縮的程度更高。而在功能方麵，老年人在進行認知加工時，顳葉和枕葉的感知覺區域神經活動下降，需要利用更多的額葉、頂葉腦區和對側(ce) 半球腦區來進行代償(chang) 性加工。

　　噪聲環境下的言語感知過程不僅(jin) 僅(jin) 有聽覺係統參與(yu) 其中，還涉及多感覺通道和多認知能力的複雜認知過程。杜憶表示，在噪聲環境下，老年人的言語感知能力普遍下降是多種因素共同造成的結果。首先是由於(yu) 老年人的外周聽力水平下降，其次是大腦結構和功能的退化使得老年人的聽覺中樞對聲音的編碼能力顯著下降。此外，一些支持噪聲下言語加工的高級認知能力也會(hui) 隨著老化而顯著下降，如聽覺工作記憶能力、選擇性注意能力等。

　　2016年，杜憶團隊發表於(yu) 《自然·通訊》的一篇文章稱，盡管老年人的感知覺加工能力下降，但他們(men) 會(hui) 更多地調用一些額外的腦區，特別是跟發音相關(guan) 的言語運動腦區，以此來主動預測別人下一步要說什麽(me) 。“這種主動的、自上而下的預測，可以幫助老年人更好地對抗自身感知覺的下降，同時幫助他們(men) 在複雜的環境中更好地理解對方的言語。”杜憶表示。

　　2017年，該研究團隊發表在《美國科學院院刊》的一篇研究論文顯示，年輕人特別是年輕音樂(le) 家，更擅長在複雜環境中進行言語理解。研究表明，年輕音樂(le) 家具有更強的感知運動整合能力，他們(men) 不僅(jin) 依賴聽，也依賴預測、補償(chang) 發音運動以及跨模態的信息整合，幫助自身在複雜環境中進行言語理解。

　　綜合兩(liang) 項研究結論，團隊開始探究老年人經過係統的音樂(le) 訓練後，是否也能夠提升跨模態的信息整合能力，並幫助他們(men) 在複雜環境中進行言語理解。杜憶團隊在2021年發表的論文中首次揭示，接受過長期音樂(le) 訓練的老年音樂(le) 家在噪聲下的言語加工能力比老年非音樂(le) 家更好。“此次的最新研究是我們(men) 過往結論的延續，在證明噪聲下老年音樂(le) 家比老年非音樂(le) 家有更好的言語感知能力以後，我們(men) 繼續考察其背後的神經機製。”杜憶說。

　　兩(liang) 種功能機製共同對抗大腦老化

　　此項研究共招募了三組被試，分別是接受了長期音樂(le) 訓練的老年音樂(le) 家、普通老年人以及作為(wei) 對照組的普通年輕人，來探究音樂(le) 訓練如何影響老化的進程。該論文第一作者、中國科學院心理研究所博士研究生張磊表示，這項研究的難點之一就在於(yu) 招募被試。

　　“研究要求老年音樂(le) 家在最近3年內(nei) 保持每周至少訓練1個(ge) 小時的頻率，至少有30年的連續音樂(le) 訓練經曆，且要在20歲之前就開始音樂(le) 訓練。此外，他們(men) 還要通過一係列基本聽覺與(yu) 認知能力篩查，身體(ti) 要能進行磁共振掃描等。因此，符合研究入組條件的老年音樂(le) 家比較稀缺。”張磊說。

　　通過分析大腦活動，研究團隊發現老年音樂(le) 家采用兩(liang) 種機製來對抗大腦老化，分別是功能保持和功能代償(chang) 。功能保持具體(ti) 表現為(wei) 老年非音樂(le) 家在雙側(ce) 感覺運動腦區對音節的表征能力顯著弱於(yu) 年輕人，而老年音樂(le) 家在感覺運動腦區能夠很好地表征這些音節，且表征能力不亞(ya) 於(yu) 年輕人。

　　在考量被試對音節的表征能力時，研究團隊采用了一種常用的技術手段，即采用多體(ti) 素模式分析結合機器學習(xi) 的方法，訓練音節分類器，通過輸入神經活動模式來預測被試聽到的音節是什麽(me) ，這樣的預測正確率能夠體(ti) 現大腦區域對於(yu) 音節的神經表征能力。“我們(men) 在研究中發現，普通老年人在加工言語時，雙側(ce) 感知運動腦區對言語音節的差異性神經表征能力顯著下降，但是我們(men) 在老年音樂(le) 家身上沒有發現這樣的退化。”張磊補充道。

　　相較於(yu) 老年非音樂(le) 家，老年音樂(le) 家在感覺運動腦區的神經激活模式更像年輕人，且最近3年音樂(le) 訓練強度越大，其神經激活模式越像年輕人，在噪聲環境下對音節的區分能力就越好。這證明老年音樂(le) 家采用感覺運動腦區功能保持的機製對抗老化。

　　在功能代償(chang) 方麵，老年音樂(le) 家能夠比老年非音樂(le) 家更好地征用參與(yu) 多種任務的額頂區域，以及更好地抑製與(yu) 當前任務無關(guan) 的默認網絡區域來抗幹擾。大腦的額頂區域與(yu) 持續性注意、工作記憶等高級認知功能相關(guan) ，默認網絡區域則是與(yu) 額頂區域相反的腦網絡。在執行外部任務時，額頂網絡會(hui) 被激活，而默認網絡在執行外部任務時會(hui) 處於(yu) 去激活狀態，即活動幅度小於(yu) 基線水平。

　　“對默認網絡的抑製越強，對音節的識別就越好。我們(men) 的研究發現，老年音樂(le) 家比老年非音樂(le) 家的額頂腦區激活更強，同時默認網絡腦區的去激活更強，這代表他們(men) 更好地利用了這些高級腦區以代償(chang) 行為(wei) 成績。”張磊表示。

　　音樂(le) 訓練保護認知功能前景廣闊

　　杜憶認為(wei) ，這項新研究的不同之處在於(yu) ，能在大腦的機製上同時發現功能的保持和代償(chang) 這兩(liang) 種相互支撐的認知神經機製，並從(cong) 機製的層麵回答為(wei) 什麽(me) 老年音樂(le) 家在行為(wei) 成績上有更好的表現。

　　“我們(men) 發現，在老年人中，額頂區域和默認網絡的神經活動強度，與(yu) 感覺運動腦區神經激活模式的年輕化程度有顯著的相關(guan) 性。”杜憶和研究團隊據此推測，老年音樂(le) 家在額頂區域和默認網絡額外的激活與(yu) 抑製，共同體(ti) 現了他們(men) 能更好地注意和加工外部刺激，以支持感覺運動腦區等關(guan) 鍵腦區更年輕化的言語表征水平，這表明大腦的功能代償(chang) 與(yu) 功能保持是相互支撐的。而這兩(liang) 種機製具體(ti) 是如何相互作用的，則是值得進一步探索的研究方向。

　　在音樂(le) 訓練過程中，音樂(le) 家們(men) 需要高強度地整合多感覺和運動信息。老年音樂(le) 家們(men) 在感覺運動腦區、言語運動腦區具有言語加工優(you) 勢，說明長期訓練帶來的音樂(le) 加工優(you) 勢也遷移到了言語加工上，這為(wei) 今後對抗言語老化、保護大腦功能、實現健康老齡化等訓練策略的製定提供了重要啟示。“音樂(le) 訓練是一種令人愉悅且容易推廣的訓練策略，我們(men) 也可以嚐試應用其他涉及多感覺運動整合功能的訓練方式。”杜憶表示。

　　相比花費時間和精力學習(xi) 演奏樂(le) 器，人們(men) 更期待單純地聆聽音樂(le) 就能達到效果。遺憾的是，杜憶表示，目前已有的研究結果暫時無法得出這個(ge) 結論。

　　“不管是什麽(me) 年紀，如果能盡快開始學習(xi) 一門樂(le) 器，甚至開始唱歌，可能都會(hui) 讓大腦衰老得更慢。所以我們(men) 鼓勵中老年朋友學習(xi) 一門樂(le) 器或聲樂(le) ，什麽(me) 時候開始都不算晚。”杜憶說。一些研究表明，從(cong) 未學過音樂(le) 的老年人在接受短期音樂(le) 訓練後，言語加工能力也有一定的提高。因此，即使沒有過多演奏樂(le) 器的基礎，臨(lin) 時進行音樂(le) 訓練也可能起作用。

　　杜憶還介紹，類似“節奏大師”這種訓練節奏感的音樂(le) 類遊戲也能起到一定的效果，這種方法被稱為(wei) 數字療法，在未來有很好的發展前景。對老年人而言，這種遊戲化的訓練更加有趣，也更能吸引他們(men) 投入其中。此外，研究團隊也希望探索音樂(le) 訓練更多的臨(lin) 床價(jia) 值，如嚐試在治療阿爾茨海默病等老年人的認知衰退疾病上采用一些音樂(le) 療法，以改善患者的記憶能力和語言能力。（沈 唯）