TMS-EEG技术揭示音乐即兴演奏时前运动皮层的因果动态机制

《Annals of the New York Academy of Sciences》:TMS–EEG Reveals Causal Dynamics of the Premotor Cortex during Musical Improvisation

【字体: 时间:2026年07月13日 来源:Annals of the New York Academy of Sciences 4.5

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   摘要 音乐即兴演奏体现了大脑在灵活、创造性运动控制方面的能力,但这种复杂行为背后的因果机制至今仍不甚明了。我们采用经颅磁刺激结合脑电图的技术,研究专业爵士钢琴家在即兴演奏、视奏和休息状态下左侧背侧前运动皮层

  

摘要

音乐即兴演奏体现了大脑在灵活、创造性运动控制方面的能力,但这种复杂行为背后的因果机制至今仍不甚明了。我们采用经颅磁刺激结合脑电图的技术,研究专业爵士钢琴家在即兴演奏、视奏和休息状态下左侧背侧前运动皮层的状态依赖性皮层动态。这项概念验证研究表明,将干扰神经科学与具有生态学意义的音乐表演相结合是可行的。多项分析结果显示,即兴演奏时皮层存在独特特征:局部平均场功率降低,诱发反应的相位锁定减弱,而通过相关成分分析可知,早期皮层反应虽保持不变但强度有所变化。这些发现表明,即兴演奏的特点是背侧前运动皮层的兴奋性降低,反应时间更加多变,同时皮层反应的基本结构依然存在。这一干扰特征支持了专家能力的一种神经效率模型,即专家音乐家通过训练使皮层处理过程更加高效、优化,从而实现创造性的灵活性。我们的研究结果表明,TMS–EEG是一种研究创造性认知因果动态的强大方法,同时也展现了大脑如何重新配置其反应特性以支持内在驱动的运动表现。

图表摘要

在实时音乐表演过程中,我们运用同步TMS–EEG技术来探究创造性大脑状态。在爵士乐即兴演奏时,皮层反应的局部功率降低,相位锁定现象也减少,但早期皮层反应仍然存在。这些发现表明,在创造性行为中,前运动皮层回路会随着状态发生变化,从而证明了使用TMS–EEG技术研究自然、复杂的运动条件下的大脑动态是可行的。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

数据可用性声明

本研究的相关数据集、分析脚本及材料均可在以下地址获取:https://osf.io/8kfu3/overview?view_only=7e14da3abf3a40ceab57df48f8325dd8

同行评审情况

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