尋找技能專(zhuān)精的神經(jīng)元，一直是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)永恒的課題。

就拿“聲音感知”來(lái)說(shuō)，雖然對(duì)聲音進(jìn)行廣泛感知的大腦區(qū)域早已確認(rèn)，但人聲語(yǔ)音、器樂(lè)演奏、人聲歌唱、自然音等數(shù)個(gè)更細(xì)小領(lǐng)域中的“專(zhuān)精發(fā)燒友”就……

而現(xiàn)在，科學(xué)家們終于首次發(fā)現(xiàn)了其中只對(duì)歌唱有反應(yīng)的神經(jīng)元！

沒(méi)錯(cuò)，必須是有人聲哼唱和旋律的那種，單純的說(shuō)話、演講、樂(lè)器演奏都不行！

這項(xiàng)研究剛剛登上Current Biology，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)來(lái)自MIT。

沒(méi)得說(shuō)，就等著啥時(shí)候湊齊一個(gè)可以合奏的神經(jīng)元群了。

專(zhuān)精“唱歌鑒賞”的神經(jīng)元

那么，這群專(zhuān)精“唱歌鑒賞”的神經(jīng)元是怎么被發(fā)現(xiàn)的呢？

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)中的大多數(shù)方法，比如功能磁共振成像（fMRI），只能告訴你這里這里有反應(yīng)，但不能呈現(xiàn)更具體或更細(xì)微的信息。

于是這次，科學(xué)家加入了一種新技術(shù)：皮層腦電圖（ECoG），可以通過(guò)放置在顱骨內(nèi)的電極記錄電活動(dòng)，以此獲得更高分辨率的數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，他們并沒(méi)有拋棄核磁共振，而是將平均時(shí)間內(nèi)的ECoG元素投影到核磁共振的體素（Voxel）上，得到更精確、密集的空間映射圖：

基于這種開(kāi)創(chuàng)性的思路，研究團(tuán)隊(duì)與15名醫(yī)院患者合作，在幾年內(nèi)監(jiān)測(cè)了他們對(duì)于165種聲音的反應(yīng)。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大腦會(huì)有選擇地選擇相應(yīng)說(shuō)話（單純的發(fā)言）、音樂(lè)（無(wú)人聲，樂(lè)器伴奏）以及帶伴奏和人聲的歌曲。

這時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)在大腦顳葉頂部發(fā)現(xiàn)了一個(gè)幾乎只對(duì)唱歌作出反應(yīng)的區(qū)域：

（這也是靠近主管語(yǔ)言和音樂(lè)的一個(gè)區(qū)域）

這一結(jié)果為聽(tīng)覺(jué)皮層更為精細(xì)的功能劃分提供了證據(jù)。

論文一作Haignere這樣表示。

這種能力具體是如何實(shí)現(xiàn)的？

研究人員猜測(cè)，這或許是因?yàn)檫@一區(qū)域的神經(jīng)群非線性地整合了歌曲區(qū)別于語(yǔ)音和音樂(lè)的多種特征。

比如，唱歌區(qū)別于語(yǔ)音的是其旋律音調(diào)和節(jié)奏性，而與器樂(lè)不同的則是其聲帶共鳴和其他聲音特有的結(jié)構(gòu)。

而能完成這些特征區(qū)分的，一定不是對(duì)音樂(lè)進(jìn)行廣泛感知的初級(jí)神經(jīng)群。

因此，研究團(tuán)隊(duì)最后也提出，未來(lái)，進(jìn)行語(yǔ)音和音樂(lè)訓(xùn)練的DNN或許可以在這種非初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層的預(yù)測(cè)上進(jìn)行更多的研究。

作者介紹

論文的通訊作者Nancy Kanwisher是麻省理工大學(xué)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、大腦、認(rèn)知科學(xué)的教授，她同時(shí)也是McGovern研究所、大腦思想和機(jī)械中心（CBMM）的成員。

論文一作Norman Haignere本科畢業(yè)于耶魯大學(xué)，從事視覺(jué)方向的研究，博士則就讀于麻省理工大學(xué)，開(kāi)始研究神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)。

目前，他就職于哥倫比亞大學(xué)的Zuckerman大腦研究所。

論文：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960982222001312