论文由加利福尼亚大学旧金山分校Edward Chang教授团队执笔，他们构建了一套包含208个不同器乐编排的短音乐片段集合，以此探索大脑对音乐旋律维度的精细编码机制。通过高密度电皮层图记录技术，研究人员发现当人们听到旋律时，大脑皮层在处理音符绝对音高、相邻音符间的音高变化以及基于之前音符产生的音乐期望等方面展现出不同的反应模式。
实验中，研究者在双侧颞上回（STG）区域观察到了显著活动。进一步分析显示，特定的神经群体独立编码不同音乐特征，并在听觉皮层的不同区域呈现这些信息。更有意思的是，对于音乐旋律中的期望值，大脑有专门的神经元进行预测编码，这一特性不仅限于音乐，也存在于语言之中。研究团队还发现，音高和音高变化这两个构成音乐旋律基石的元素，在大脑处理音乐和语音时使用了相似的神经编码方式。这意味着，无论是欣赏一段优美的旋律还是聆听日常对话，大脑都以相同的方式理解和处理这些基本的声音属性。
总结来说，这项研究搭建起一座连接音乐与语言科学的桥梁，揭示了人类大脑在处理声音信息上的深层统一性。当我们沉浸在音乐的海洋或沉浸在言语的交流中时，大脑都在运用相同的神经机制捕捉音符的音调起伏，以及随之而来的音乐或语音预期，从而让我们能深刻体验并理解这个充满旋律的世界。此外，文章末尾简要介绍了天桥脑科学研究院（TCCI），一个致力于推动全球脑科学研究、特别是AI+脑科学领域发展的科研机构。
