一项发表在《eLife》杂志上的最新研究揭示了人类大脑如何在其生命的第一年内，逐渐将音乐感知转化为自发的身体运动。这项开创性的工作首次同步监测了婴儿对音乐的脑活动和身体运动，为我们理解音乐性（musicality）的发展提供了初步见解。

研究发现，尽管人类大脑早在3个月大时就能处理有结构的音乐，但真正将音乐转化为“闻乐起舞”的身体冲动，直到生命的第一年接近尾声时才显著出现。这一发现不仅填补了生物医学领域长期存在的知识空白，也为我们理解感知如何转化为行动提供了新的视角。

音乐性，即我们感知、欣赏和创作音乐的倾向，正日益被认为是人类本性中的一个基本组成部分。音乐性的核心在于我们与音乐的互动，这可以分解为神经认知发展的两个关键部分：一个感觉成分，即感知和识别音乐的能力；以及一个运动成分，即随着音乐（合拍地）运动的能力。然而，婴儿期我们何时以及如何发展出音乐性，在很大程度上仍然是个谜。

意大利理工学院（IIT）感知与行动神经科学实验室的附属研究员、维也纳大学高级研究员Trinh Nguyen解释说：“这种知识的缺乏部分是由于很少有研究能够同时探索婴儿对音乐的脑活动和自发运动。同步研究婴儿音乐性的感觉和运动成分，将有助于我们更好地理解如何将音乐感知转化为运动。”

为了弥补这一研究空白，Nguyen及其同事对总共79名年龄分别为3个月、6个月和12个月的婴儿进行了研究。他们同时记录了婴儿的脑电图（EEG）和运动测量数据，以分别了解其神经（听觉）和运动反应。研究中播放了三种不同的音频格式：儿童歌曲的器乐片段（“音乐”）、将这些歌曲结构随机打乱的版本（“打乱的音乐”），以及音高改变的版本。其中，“打乱的音乐”旨在破坏可预测的节奏结构，以测试婴儿的注意力。

研究团队从婴儿的EEG记录中提取了事件相关电位（ERPs），这是一种通过平均婴儿对音乐中每个音调的神经反应来精确确定大脑反应时间的方法；同时还提取了听觉稳态反应（ASSRs），这是一种衡量大脑对连续声音反应的指标。

在运动测量方面，研究人员利用开源的自动化视频运动追踪软件DeepLabCut，结合主成分分析（PCA）这一降维技术，对婴儿对不同类型音乐的自发运动进行了估计和比较。他们将婴儿的姿势归类为10种明确的“主要运动”（Principal Movements, PMs），包括：前后摇摆、侧身摇摆、原始拍手、踢腿、上下摇摆、手臂划动、踢脚、全身扭动、脚部拖动和脚部划动。

当研究人员比较“音乐”和“打乱的音乐”所引起的ERPs时，他们发现所有年龄组的婴儿对“音乐”都表现出增强的听觉反应。这表明，音乐处理能力在发育早期就已经开始。这一发现与他们的一个假设相符：即与打乱的音乐相比，结构化的音乐会引起更强的听觉反应，因为音乐结构对于吸引婴儿对可预测事件的注意力至关重要。

然而，尽管婴儿很早就能够处理音乐，但在行为上却出现了显著的差异。数据模型显示，只有12个月大的婴儿在听到结构化音乐时，相比于打乱的音乐，表现出显著更多的自发身体运动。而3个月和6个月大的婴儿在不同音频类型之间，运动量没有统计学上的显著差异。这些结果在研究人员比较高音和低音版本音乐的运动时，在所有年龄组中均保持不变。

进一步探索这些运动发现，12个月大婴儿的“舞蹈”反应主要集中在上半身和上肢。他们增加的运动主要由前后摇摆、侧身摇摆、原始拍手、上下摇摆和手臂划动驱动。相比之下，下半身的运动在所有音乐状态下都保持一致。

Nguyen解释说：“在生命的第一年里，婴儿似乎始终保持下半身的运动，同时逐渐增加他们坐着时进行更复杂上半身和全身运动的能力，正如我们在12个月大的婴儿身上所观察到的。”

首席作者Trinh Nguyen将这一转变归因于大脑中背侧听觉通路（dorsal auditory stream）的逐渐成熟。这是一个专门的神经通路，负责连接听觉感知与运动输出、节奏带动和节拍感知，在将声音转化为动作中扮演着至关重要的角色。这一通路的完善使得12个月大的婴儿能够将他们对音乐的感知转化为更明显的身体反应。

值得注意的是，研究团队还发现，所有年龄组的婴儿都没有表现出将他们的动作与音乐的实际节拍同步的证据。这揭示了人类运动控制是分阶段逐步完善的：婴儿大脑首先学会响应声音结构激活肌肉，而将这种运动与节拍同步的能力则是在更晚的阶段才发展起来。

高级作者、IIT感知与行动神经科学实验室的首席研究员Giacomo Novembre总结道：“我们已经证明，就像音乐的听觉编码一样，随着音乐运动的能力在发育早期就出现了。这可能反映了一种生物学或早期发展的倾向，最终导致了舞蹈般的行为，尽管这些运动反应在12个月大之前仍不成熟。”

这项工作为发育中的大脑如何逐步将音乐转化为自发运动提供了初步见解。Novembre表示：“未来的研究需要将我们对音乐驱动运动的特征描述扩展到生命的第一年之后，并探索其神秘的功能意义。”