《Frontiers in Human Neuroscience》：Cultural background and instrument timbre shape emotional and EEG responses to a familiar Middle Eastern melody in Maqam Saba: a crossover clinical trial with implications for music therapy
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基于音乐的干预措施在治疗环境中越来越受到关注，但现有证据仍以西方音乐和人群为中心。这一差距对中东人群尤为重要，因为马卡姆旋律系统（Maqam Melodic System, MMS）——一种传统上与特定情绪相关的音调框架——尚未利用现代神经科学方法进行探索。传
基于音乐的干预措施在治疗环境中越来越受到关注，但现有证据仍以西方音乐和人群为中心。这一差距对中东人群尤为重要，因为马卡姆旋律系统（Maqam Melodic System, MMS）——一种传统上与特定情绪相关的音调框架——尚未利用现代神经科学方法进行探索。传统上与悲伤相关的Saba马卡姆（Maqam Saba）包含西方音阶中不存在且非阿拉伯听众不熟悉的四分之一音，这引发了其情绪关联是普遍存在还是文化特异性的问题。本研究报告了注册临床试验NCT04573101的结果，这是首次使用自我报告测量方法研究阿拉伯音乐对特定脑电图（EEG）部位活动和情绪影响的试验。完整试验采用随机交叉设计检查了多种变量。本分析聚焦于对“Howa Sahih”的反应，这是Zakaria Ahmed创作的一首著名作品，由卡塔尔音乐学院的职业音乐家在三件传统乐器——乌德琴（Oud）、奈伊笛（Ney）和卡农琴（Qanun）上演奏。42名来自不同民族背景的参与者被分为阿拉伯组和非阿拉伯组。使用PANAS-X评估情绪，并通过NRC VAD词典转换为效价（valence）、唤醒度（arousal）和支配度（dominance, VAD）分数。在先前与情绪处理相关的T7电极处记录EEG活动。采用非参数检验进行组内和组间比较。“Howa Sahih”并未一致地引发负面情绪。阿拉伯听众表现出显著降低的效价和支配度，同时T7处的伽马（gamma）功率增加，这一模式与悲伤和情绪处理一致。而非阿拉伯听众则表现出唤醒度和支配度降低，同时β（beta）活动增加，提示一种较为平静的反应。这些文化差异显著的反应在奈伊笛上最为明显，这是唯一在自我报告情绪和伽马活动上均产生显著组间差异的乐器。乌德琴在非阿拉伯人中引发了平静反应，而卡农琴在整个样本中增加了唤醒度。这些探索性发现表明，不考虑这些变量而合并不同民族背景的参与者可能会掩盖有意义的效果，这或许可以解释音乐治疗研究中相互矛盾的结果。研究结果描述了可能对音乐干预设计的影响。奈伊笛演奏的Saba马卡姆可能有望在阿拉伯人群中引发情绪处理。然而，需要进一步研究来确认这一说法。
**研究背景与问题**
音乐干预在临床治疗中的应用日益受到关注，但现有证据主要基于西方音乐和西方人群。对于中东地区，拥有千年历史的马卡姆旋律系统（Maqam Melodic System, MMS）——一种将特定调式与情绪和生理状态相联系的传统音调框架——尚未通过现代神经科学方法进行系统探索。其中，Saba马卡姆（Maqam Saba）传统上被认为与悲伤情绪相关，其包含的
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4音（quartertone）是西方音阶中不存在的，因此对于非阿拉伯听众而言是陌生的。这引出一个核心问题：Saba马卡姆的情绪关联是跨文化普遍的，还是文化特异性的？此外，乐器音色（timbre）作为影响音乐感知的重要因素，也尚未在阿拉伯音乐的背景下被充分研究。现有音乐治疗临床试验结果高度异质，部分原因可能是未考虑听众的文化背景这一变量。因此，本研究旨在通过脑电图（EEG）和自评量表，首次探索文化背景和乐器音色如何共同塑造对Saba马卡姆旋律的情绪和神经电生理反应，为开发文化适应性音乐干预提供基础证据。该论文发表在《Frontiers in Human Neuroscience》。
**研究内容与结论**
研究人员开展了一项随机交叉临床试验（注册号NCT04573101），以42名居住在卡塔尔的不同民族背景参与者（阿拉伯组21人，非阿拉伯组21人）为研究对象。参与者聆听同一首熟悉旋律“Howa Sahih”（由Zakaria Ahmed创作，在Saba马卡姆上演奏）的三个版本，分别由乌德琴（Oud）、奈伊笛（Ney）和卡农琴（Qanun）演奏。通过PANAS-X量表评估情绪，并转换为效价（valence）、唤醒度（arousal）和支配度（dominance, VAD）分数；同时记录左颞叶T7电极处的EEG活动，分析θ（theta）、α（alpha）、β（beta）和γ（gamma）频段功率。研究得出以下结论：1) “Howa Sahih”并未在所有听众中一致引发负面情绪，但阿拉伯组在聆听时表现出效价和支配度显著降低，同时γ功率增加，符合悲伤和情绪处理模式；非阿拉伯组则表现出唤醒度和支配度降低，β功率增加，提示一种平静反应。2) 乐器音色显著调节反应：奈伊笛是唯一在自我报告情绪和γ活动上均产生显著组间差异的乐器，阿拉伯组在奈伊笛演奏下效价和支配度降低更明显，γ功率增加更显著；乌德琴在非阿拉伯组中引发平静反应（唤醒度和支配度降低）；卡农琴在整个样本中增加唤醒度，且阿拉伯组β和γ功率也有所增加。3) 文化背景是关键调节变量：当不考虑文化背景时，仅观察到支配度显著降低和β、γ功率增加；但分组分析揭示了截然不同的情绪和EEG模式。这些发现表明，在混合样本中忽略文化背景可能掩盖有意义的效果，这可能是音乐治疗研究结果不一致的原因之一。
**关键技术方法**
研究采用随机交叉设计，招募42名参与者（来自卡塔尔韦尔康奈尔医学院，通过内部邮件、传单和社交媒体招募），按自我报告民族分为阿拉伯组（n=21）和非阿拉伯组（n=21）。主要技术方法包括：1) 使用PANAS-X量表收集情绪自评数据，并通过NRC VAD词库将情绪词转换为效价、唤醒度和支配度分数；2) 使用PowerLab 26T和LabChart 7系统记录EEG，采样率128 Hz，带宽0.16–43 Hz，电极按国际10–20系统放置，仅分析T7电极（左颞叶）的θ、α、β、γ频段功率；3) 统计方法采用非参数检验（Wilcoxon符号秩检验用于组内比较，Mann–Whitney U检验或Kruskal–Wallis检验用于组间比较），显著性水平设为p≤0.05，未校正多重比较，提供效应量。
**研究结果**
**Listening to the melody “Howa Sahih” was associated with changes in emotions and brainwaves as compared to baseline emotions**
在未区分文化背景时，聆听“Howa Sahih”（所有乐器合并）仅显著降低了支配度（p=0.002），并显著增加了β和γ频段功率。但按文化背景分组后，阿拉伯组表现出效价和支配度显著降低，γ功率显著增加；非阿拉伯组则表现出唤醒度和支配度降低，β功率显著增加。两组基线情绪和EEG无显著差异。
**Different instruments induced different EEG activity at T7 and emotions in response to the same melody**
乌德琴：仅非阿拉伯组唤醒度和支配度显著降低，阿拉伯组无显著情绪变化，但γ功率在阿拉伯组仍显著高于非阿拉伯组。奈伊笛：阿拉伯组效价和支配度显著降低，γ功率显著增加；非阿拉伯组唤醒度显著降低。组间比较显示，奈伊笛下阿拉伯组的效价和支配度显著低于非阿拉伯组，γ功率显著高于非阿拉伯组。卡农琴：两组均无显著情绪变化，但阿拉伯组β和γ功率显著增加，但组间差异不显著。此外，全样本中卡农琴引发的唤醒度显著高于奈伊笛和乌德琴。
**The melody played on Ney induced significantly different emotions and brainwaves between Arabs and non-Arabs**
奈伊笛是唯一在自我报告情绪（效价p=0.041，支配度p=0.049）和EEG（γ功率p=0.038）上均产生显著组间差异的乐器。阿拉伯组在奈伊笛下报告更低的效价和支配度，且γ功率更高。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究的主要贡献是方法学上的：证明了文化背景贡献于对同一音乐刺激的情绪和电生理反应，忽略这一因素可能稀释混合样本中的效应，这可能是音乐干预荟萃分析中异质性的可能解释。研究支持了Saba马卡姆在奈伊笛上演奏能可靠地增加阿拉伯听众γ功率的发现，提示其可能作为基于γ的干预的潜在刺激。同时，研究强调了“悲伤音乐”的定义依赖于文化背景：对于阿拉伯听众，奈伊笛演奏的Saba马卡姆才与悲伤相关；而对于非阿拉伯听众，则未产生类似反应。研究结论部分翻译为：这些发现为开发文化适应性音乐干预——使用对目标人群具有文化意义的马卡姆、乐器和旋律——提供了初步证据；这一假设需要通过从健康样本到临床人群（如抑郁症、悲伤、创伤后应激）的逻辑序列研究，以及最终的控制干预试验来验证。研究还讨论了局限性，包括样本量小、单电极记录、采样率限制导致γ功率的底效应、未系统记录对旋律的熟悉度、以及自评情绪可能混淆感知情绪与感受情绪等。未来研究应使用更高密度EEG、更高采样率、直接测量熟悉度，并考虑文化背景作为基本变量。
