聽古典音樂真的會變聰明嗎？基于廣義莫扎特效應的元分析*

陳麗君 黃美林 蔣銷柳 汪新建

(1 福州大學人文社會科學學院, 福州 350108) (2 南開大學周恩來政府管理學院, 天津 300350)

1 引言

聽古典音樂能讓人變聰明嗎？一直以來, 這個話題歷久彌新, 說明人們對音樂與認知表現之間的關系一直有著濃厚的興趣。Rauscher 等人于1993 年發現聽10 分鐘莫扎特“D 大調雙鋼琴奏鳴曲” (K.448)能提高被試在空間推理任務中的成績,并將這一現象稱為“莫扎特效應” (Mozart Effect)(Rauscher et al., 1993)。隨后, 這一話題吸引了學術界甚至商界的廣泛關注(Campbell, 2000;Waterhouse, 2006)。人們陸續發現聽其他莫扎特音樂也能夠提高空間推理成績(Lange-Küttner &Rohloff, 2020; Lints & Gadbois, 2003), 其他古典音樂也可以促進認知表現(Foster & Valentine,2001; Nantais & Schellenberg, 1999), 例如“維瓦爾第效應” (Vivaldi Effect)等(Mammarella et al.,2007)。據此, 對于莫扎特效應的界定存在狹義和廣義兩種。狹義的效應是指聆聽某種類型的音樂(一般指莫扎特音樂)能夠引起空間推理能力短暫提高的現象(吳海珍 等, 2014); 按照心理學對于認知的界定, 認知是個體認識和理解事物的心理過程, 涉及到知識的獲取、使用和操作等過程, 包括知覺、注意、表象、學習和記憶、思維和言語等(林崇德 等, 2003), 因此, 廣義的莫扎特效應可概括為古典音樂能促進個體的認知表現, 如提高人們在空間推理、閱讀理解、數學測試等認知任務的成績(Aoun et al., 2005; Jones & Zigler,2002)。古典音樂(Classical Music)一般指在歐洲主流文化背景下創作的音樂, 從文藝復興時期往后延伸到19 世紀末、20 世紀初能在音樂舞臺上占據位置的各個時代的音樂名作(孫國忠, 2011), 主要因其復雜多樣的創作技術和所能承載的厚重內涵而有別于通俗音樂(Popular Music)。

然而, 一些研究并未發現莫扎特效應(Giannouli et al., 2019; Standing et al., 2008; Steele et al., 1997),因而引起對該效應的爭議與質疑, 主要集中在三個方面：是否存在莫扎特效應？莫扎特效應是如何產生的？哪些因素會影響它？面對這些爭議,僅憑簡單某個、某幾個實驗報告就下定論, 并非是科學的、謹慎的態度。雖已有3 項元分析對莫扎特效應進行評估(Chabris, 1999; Hetland, 2000;Pietschnig et al., 2010), 但皆基于狹義的莫扎特效應, 聚焦于“聽莫扎特音樂能否提高空間推理能力”, 無法充分回答“聽古典音樂到底能否變得更聰明”這個大眾興趣度極高的問題, 也未能回答以上爭議。由此, 本研究擬通過擴大納入元分析的研究的數量和范圍, 在更廣大及多背景的樣本中, 囊括更多的古典音樂和認知任務, 重新審視和回答這一話題。并且首次針對莫扎特效應產生機制的爭論, 比較基于“直接啟動說” (Direct Priming Hypothesis)和間接的“心境?喚醒說”(Arousal-mood Hypothesis)的效果量大小; 此外,研究擬從被試本身的特點(性別、年齡段、文化背景)、實驗任務及設計特征(音樂呈現順序、實驗設計類型、對照組類型、認知任務類型及其所屬優勢半球)以及重要變量之間的交互作用等多角度分析莫扎特效應存在分歧的潛在原因, 這對于未來兒童認知發展及音樂教育都具有重大的指導意義(參考圖1)。

圖1 本文研究框架

1.1 莫扎特效應的可靠性

對于是否存在莫扎特效應, 支持或反對的證據大致相當。行為實驗表明聽莫扎特音樂確實提高了有關時空推理測試的成績(Aheadi et al., 2010;Padulo et al., 2020; Rauscher et al., 1993; Smith et al.,2010)。同時, 認知神經學的證據支持莫扎特音樂會對特定大腦活動產生獨特的影響(Jausovec &Habe, 2004; Rideout & Laubach, 1996; Verrusio et al.,2015; Zhu et al., 2008), 如聽莫扎特音樂降低了被試的腦電活動并提高了認知表現(Jausovec et al.,2006), 增強健康老年人和兒童的α 節律活動(Mualem et al., 2021), 使P3a 和P3b 的波幅和潛伏期發生改變等(Zhu et al., 2008)。然而不少研究未能發現莫扎特音樂對時空推理能力的促進作用(Borella et al.,2017; Crncec et al., 2006; Steele, Bass et al., 1999),因此對莫扎特效應的可靠性提出了質疑(Steele,Bella et al., 1999)。

上述3 項元分析中, 得出的總體效果量差異較大, 對是否存在莫扎特效應的回答也莫衷一是。Chabris (1999)的元分析得出莫扎特音樂對綜合空間推理和抽象推理任務的認知表現沒有促進作用, 該研究納入樣本量小, 且未檢驗發表偏倚,可能導致結果存在偏差。Hetland (2000)納入包含未發表研究在內的36 項研究, 涵蓋了更廣泛的音樂類型和對照條件, 其報告總體效果量為0.46。Pietschnig 等人(2010)共納入39 篇研究, 他們將莫扎特K.448 單獨歸為第1 類, 其他音樂刺激(包含莫扎特的其他音樂、其他古典音樂、流行音樂等)歸為第2 類, 對照非音樂刺激, 分別得到音樂對空間推理任務表現的效果量, 第1 類為0.37, 第2類為0.38。這幾項元分析對莫扎特效應界定含糊,納入的音樂類型的分類與定義不規范(例如, 實驗組除古典音樂外還包含輕音樂、流行音樂等), 難以明確聽古典音樂與個體認知表現的關系; 其次,對潛在調節因素的探究不足：均未涉及對文化背景、音樂呈現順序等變量的分析, 遑論探究潛在調節變量間的交互; 再是, 樣本全部來自西方文化背景, 缺乏對我國樣本的關注, 對裁定“莫扎特效應是否存在”可靠性尚且不足。

1.2 莫扎特效應的產生機制

關于莫扎特效應的產生機制也存在較大爭議,目前主要有兩種理論：“直接啟動說”和間接的“心境?喚醒說”。受Leng 等人Trion 模型2“trion”模型認為, 皮質柱是皮質的基本神經網絡, 由次一級的小神經柱(即trion)組成。Trion 的柱狀網絡有一個固有的、大型的、周期性的激活模式(firing pattern), 能對具有空間特征的物體做出反應和比較, 與空間作業表現相聯系。音樂信息的加工能夠激活這些固有的神經模式, 啟動腦皮質中的空間加工區域并因此而提高空間推理能力。的啟發(Leng et al., 1990), Rauscher 為代表的直接啟動說認為,莫扎特效應的產生是由于啟動的直接影響, 聽莫扎特K.448 和執行空間任務在皮質中共享相似的神經放電模式, 因此對音樂的加工直接啟動了大腦中加工空間作業的區域, 從而提高了空間能力(Rauscher, Robinson et al., 1998), 可見直接啟動說更多著眼于解釋狹義的莫扎特效應。直接啟動說得到了部分行為反應與認知神經科學研究的支持(Bodner et al., 2001; Bolander & Callahan, 2021;Eskine et al., 2020; Gultepe & Coskun, 2016;Sarnthein et al., 1997; Suda et al., 2008)。與上述觀點相反, 心境?喚醒說認為, 聆聽音樂導致了被試心境、喚醒度的變化, 從而間接改善了各種認知表現(Thompson et al., 2001)。有研究發現, 認知表現增強是因為莫扎特音樂提高了喚醒水平(Borella et al., 2014; Lints & Gadbois, 2003), 在控制喚醒之后, 莫扎特音樂的優勢便消失了(Thompson et al.,2001); 同時, 聆聽愉悅的音樂可以促進多巴胺的釋放(Nadler et al., 2010), 從而促進認知表現、強化學習(Gold et al., 2013)。最新一項研究發現, 莫扎特K.448 與自選音樂均促進了認知表現, 這是由于音樂提高了被試愉悅度, 進而間接影響了認知, 但與莫扎特音樂的特征無關(Gavazzi et al.,2021)。綜上, 直接啟動說和心境?喚醒說都各自得到了一些實驗結果的支持, 但未有元分析對二者進行比較, 其產生機制至今未有定論。本研究將對這兩種理論進行歸納比較, 以期探明其潛在機制。

1.3 莫扎特效應的潛在調節變量：被試特點

1.3.1 性別

性別可能影響古典音樂與認知表現的關系。首先, 莫扎特效應的探索最初起源于莫扎特音樂對空間認知能力的影響, 而空間認知能力存在性別差異。有研究表明, 男性空間測試的成績高于女性(Caplan et al., 1985; Voyer et al., 1995), 這一優勢甚至早在嬰兒時期就已經很明顯(Moore &Johnson, 2008; Quinn & Liben, 2008), 這可能與大腦的灰質和白質密切相關：單位容積內, 女性大腦的灰質比男性高, 男性大腦的白質比女性高(Ruigrok et al., 2014), 而灰質主要與刺激和信息的認知加工密切相關, 因此女性可能在語言加工、情緒加工方面存在優勢; 白質主要承擔著傳遞指令功能, 因此男性可能在空間認知方面存在優勢(Lauer et al., 2019)。另外, 有研究表明, 女性往往比男性更喜歡古典音樂(Aljanaki et al., 2016),她們更愿意去了解古典音樂并展開積極的想象,從古典音樂中獲得更高的審美體驗(蔣一禾, 朱華琴, 2011)。據此, 我們推測古典音樂的作用可能與性別存在密切聯系, 然而這一因素在以往研究中未得到應有的重視, 且研究結論未達成一致。Pietschnig 等人(2010)的元分析未分析性別差異;Gilleta 等人(2003)則發現古典音樂促進了女性心理旋轉任務的成績, 但在男性身上未出現此效應;吳海珍等人(2014)的研究也發現聆聽莫扎特音樂使女童的時空推理成績顯著提高, 而此效應未見于男童。Hallam 等人(2002)的研究則相反, 發現音樂對記憶任務的影響不存在性別差異; Hetland(2000)的元分析中探討了莫扎特效應在空間認知任務上的性別差異, 結果不顯著。然而, 這一結果是基于納入研究的性別比例得出的, 這種分類方法可能不夠精確。為進一步探討這一問題, 本文將對所納入研究中男女性的獨立數據進行梳理和分析。

1.3.2 年齡段

不同年齡段也可能對古典音樂與認知表現的關系產生影響。首先, 來自“絕對”或“完美”音高的研究發現, 音樂家的聽覺和運動皮質增加與形態變化等與音樂訓練開始的年齡相關(Amunts et al.,1997; Pantev et al., 1998)。研究表明, 音樂訓練存在“敏感期” (Bailey et al., 2014; White et al., 2013),Bailey 等的序列研究指出, 這個敏感期可能是在7歲, 7 歲之前的音樂訓練效果要好于7 歲之后的(Bailey & Penhune, 2010; Bailey & Penhune, 2012),因此在此階段進行音樂學習或干預的效果可能最佳, 對大腦發育的可塑性影響也最為明顯(Chen et al., 2022)。Rauscher (1999)也曾指出, 音樂訓練提高空間推理能力的效應可在大約5 歲或更大年齡的兒童身上發現, 但也有研究未在兒童身上觀察到這種效果(Crncec et al., 2006; McKelvie &Low, 2002)。然則, 人類對音樂感知能力具有明顯的階段性, 比如1～3 歲是音樂能力迅速發展時期,3～6 歲是發展的黃金時期(侯建成, 董奇, 2010),若以具體年齡來探求其作用, 可能會“只見樹木,不見森林”, 因此, 按年齡段劃分研究對象可能是一種更準確的方法。本文結合皮亞杰認知發展階段及以往對于音樂認知發展階段的劃分(侯建成,董奇, 2010), 將被試按年齡段劃分, 由于納入研究的被試都在3 歲及以上, 將3～6 歲、7～12 歲、13～17 歲、18 歲及以上這4 個年齡段分別命名為前運算期兒童、具體運算期兒童、青少年與成人,進一步考察莫扎特效應是否因年齡段差異導致研究結論不一, 且若能發現某個年齡段的莫扎特效應量更大, 則有助于未來音樂訓練、音樂教育因材施教。考慮到兒童大腦的可塑性更大(Nelson &Luciana, 2001), 假設古典音樂對兒童的促進效果最佳, 其次是青少年, 再是成人。

1.3.3 文化背景

古典音樂與認知表現的關系還可能受文化背景的影響。文化因素在音樂情緒感知以及其他認知過程中起重要作用(Arikan et al., 1999; Hu &Lee, 2016), 早期莫扎特效應的研究主要基于西方文化背景和西方被試, 后期國內相關研究也日益豐富(黃君, 2009)。然而一種文化背景下的音樂認知加工的結果可能與其他文化背景有所差異(陳丹丹 等, 2011)。實證研究也證實注意資源分配(Arikan et al., 1999)、音階結構的感知(Neuhaus,2003)等認知過程受文化特異性的影響, 不同音樂家腦電信號的變化與其文化背景相關(Nan et al.,2006), 同時文化因素會對音樂的總體認知策略有一定的影響(Neuhaus, 2003)。以莫扎特音樂為代表的西方古典音樂具有很高的藝術性和嚴密的邏輯性, 其風格更傾向于情感的宣泄, 具有音域寬廣、旋律多變、曲調剛健、氣魄宏大等特點, 主要講究節奏、氣勢; 而我國民樂則更講究氣韻與意境, 注重人與自然的和諧統一, 推崇溫蘊、和諧、幽美、深沉等(孫淑平, 2011), 兩者在音樂內容、風格、審美以及音樂教育理念上存在巨大的差異(張藝, 2012)。若音樂刺激和被試來自相同的文化, 被試更容易理解音樂情感(Heng, 2018), 這可能與群體內對特定文化和社會背景的熟悉程度有關(Argstatter, 2016; Elfenbein & Ambady, 2002)。中國被試主要受到中國文化下民樂的熏陶, 與其他文化中的被試對古典音樂的理解可能存在差異。因此, 本研究認為莫扎特音樂對不同文化背景的聽眾會產生不同的影響。

1.4 莫扎特效應的潛在調節變量：設計特征

1.4.1 音樂呈現順序

音樂的呈現順序也可能會影響古典音樂與認知表現的關系。根據裝飾細節理論(Seductive Detail Effect) (Rey, 2012)和認知負荷理論(Cognitive Load Theory) (Paas et al., 2003), 背景音樂會使學習者把一部分認知資源用來處理音樂, 從而增加其認知負荷、分散注意力并造成干擾, 進而損害任務表現(Ferreri & Verga, 2016; Nemati et al.,2019; Rey, 2012; Shek & Schubert, 2009; 王帥帥等, 2020), 且對于需要高度集中注意力的任務(如閱讀理解)帶來的消極影響更大(Kaempfe et al.,2011)。先導音樂則不太可能對認知任務造成干擾,且可能誘發被試的積極情緒(Storbeck & Clore,2005)。腦電實驗也發現, P3 波幅在先導音樂介入時上升最為明顯, 先導音樂對認知的促進效果最好(孫長安 等, 2013); 先導音樂有助于閱讀效果的提高, 而背景音樂起干擾作用(陳丹 等, 2008)。但也有部分研究認為, 先導音樂對認知的促進效果不如背景音樂(Silva et al., 2020)。因此, 本研究將進一步探討先導音樂與背景音樂對認知的影響是否存在差異。

1.4.2 實驗設計類型

Rauscher 等人(1998)認為, 有些研究無法成功復制莫扎特效應可能與其實驗設計類型密切相關。在組內設計中, 每個被試都需要對因變量進行重復測量, 這可能會導致“遺留效應”, 從而掩蓋莫扎特效應(Charness et al., 2012)。具體表現為前測任務或音樂條件結束后進行的認知任務有可能激活大腦中的相關區域, 并延續到控制條件(如靜默狀態)的后續測試中, 從而導致控制條件下的任務成績得到提高。如此, 實驗條件和控制條件之間的差異就不如組間設計的大, 因為組間設計中每個被試都只測量一個條件, 在一定程度上避免了任務之間的互相干擾(Thompson & Campbell,2004), 控制組的大腦也未被事先激活過, 從而不會掩蓋音樂所帶來的增強效應, 因此, 組間設計可排除遺留效應。事實證明, 有控制“遺留效應”的實驗設計得出的效果量大于未控制的(Hetland,2000)。因此, 本研究認為實驗設計類型會調節莫扎特效應的大小, 并假設組間設計的效果量大于組內設計。

1.4.3 對照組類型

古典音樂是否促進認知表現可能與對照的音樂類型直接相關, 對于不同類型的音樂, 大腦認知的參與度存在差異(Kaempfe et al., 2011), 例如在腦電信號上, 古典音樂和搖滾音樂相比, 二者差異集中在額葉和部分枕葉, 但與靜默狀態(silence)相比, 差異集中在顳葉(李繼鵬 等, 2019)。對聽古典音樂與靜默的認知表現進行比較, 研究結果莫衷一是：有的發現聽古典音樂能提升注意力水平,從而提高記憶成績(李哲, 2009); 有的則相反, 認為聽古典音樂可能會分散被試注意, 對其認知活動產生一定的干擾(李繼鵬 等, 2019)。以往元分析中, Chambris (1999)以靜默狀態為參照, 發現被試聽莫扎特音樂后的空間認知表現無明顯提升(d=0.09), 從而否定莫扎特效應的存在; 而Pietschnig等人(2010)綜合莫扎特音樂與靜默對照的效果量為d= 0.48, 肯定了莫扎特音樂對空間認知的促進作用, 故而依然無法從古典音樂與靜默對照的效果量中推導古典音樂是干擾還是提升注意力。若能綜合更多個別研究結果后得出效果量(如古典音樂對照靜默狀態), 有助于我們從整體趨勢上更準確地去理解古典音樂與注意力水平的關系。

此外, 對照的音樂類型也是導致莫扎特效果量不一的重要原因之一。與邊聽搖滾樂相比, 被試在邊聽莫扎特音樂時并未取得更好的單詞記憶成績(王帥帥 等, 2020)。但以聽中國民樂為對照組時, 聆聽莫扎特音樂的被試對陌生且復雜詞的記憶正確率顯著更高, 期間的情緒喚醒度也最高;在生理反應上, 莫扎特組的注意水平提升, 但民樂組注意水平降低, 在興奮度上, 莫扎特組心率提升, 民樂組則下降; 且當音樂由背景改為先導呈現時, 結果也如此(李哲, 2009)。與邊聽流行歌曲邊背單詞對比, 高中生邊聽古典音樂背單詞的表現更好(李衛華, 2008)。由此可見, 古典音樂對認知表現的影響程度與對照組是否聽音樂以及聽的音樂類型緊密相關, 因此本研究認為對照組類型可能調節莫扎特效應的大小。本研究將對照組類型劃分為靜默組、非音樂組、通俗音樂組和中國民樂組。實驗組播放古典音樂, 靜默組不播任何聲音刺激, 非音樂組讓被試接受白噪音、講故事或聽指令等操控, 通俗音樂組聆聽通俗易懂、輕松活潑、擁有廣大聽眾的通俗音樂, 中國民樂組聆聽中國民樂。

1.4.4 認知任務對應的優勢半球

古典音樂對不同任務特征與任務類型的效果也會有所差異。有研究認為, 音樂對認知的效果會隨著任務性質的不同發生變化(Proverbio & de Benedetto, 2018), 古典音樂對空間類任務具有促進作用(Jausovec & Habe, 2005), 但對語言類任務的促進作用非常小(Mullikin & Henk, 1985), 甚至在閱讀理解任務中導致分心、造成干擾(Dobbs et al.,2011; Vasilev et al., 2018; Zhang et al., 2018)。最近一項研究還發現, 背景音樂能顯著提高工作記憶,但對注意力沒有影響(Taheri et al., 2022)。類似地,有研究發現, 注意力任務在靜默條件下表現最好,計算任務在古典音樂下表現最好, 記憶任務則在不同音樂條件中表現相當(Hayashi, 2021)。可見,音樂對認知的影響效果因不同任務類型而產生差異, 這可能與大腦功能偏側化有關。根據大腦功能偏側化理論(Cerebral Functional Lateralization)(Karolis et al., 2019), 左半球在語言、數學等方面占主導優勢(Dehaene et al., 2003; Minagawa-Kawai et al., 2011; Price, 2010), 而右半球在空間任務、音樂以及情緒等方面更占主導地位(Gainotti,2019)。根據半球激活假說(Hemispheric-activation Hypothesis) (Aheadi et al., 2010), 莫扎特音樂能夠提高空間能力(Rauscher et al., 1993)和視覺空間注意力(Ho et al., 2007)是因為二者都是右半球負責的功能, 且右半球也主要負責音樂加工(Bever& Chiarello, 1974; Desrocher et al., 1995; Santosa et al., 2014; Wang & Agius, 2018), 因此聆聽音樂激活了右半球進而提高了認知表現(Aheadi et al.,2010)。綜上, 本研究將對認知任務類型進一步歸類, 將語言相關和數學相關的任務歸入左半球,將空間相關的任務歸入右半球, 比較兩個半球的效果量, 并假設古典音樂對右半球任務的促進效果優于左半球任務。

1.5 莫扎特效應的潛在交互作用

1.5.1 性別×年齡段

古典音樂對認知的影響可能會受到性別與年齡相互作用的影響。首先, 男女性的認知發展特點會因年齡不同而產生差異。有研究發現, 男性在空間能力上的優勢會隨著年齡的增長而增大(Neuburger et al., 2011; Palejwala & Fine, 2015);言語能力的性別差異也因年齡段而異(Hyde &Linn, 1988), 這可能與內分泌因素有一定關系(Hines, 2011; Kimura, 2002)。青春期被認為是荷爾蒙分泌的敏感期, 不同性別內分泌水平的變化將會影響其認知能力的性別差異(Berenbaum &Beltz, 2011; Herlitz et al., 2013)。此外, 個體對音樂情緒的感知受到年齡與性別交互作用的影響(Nielzirn & Cesarec, 1981)。對于女性來說, 成年人比兒童的音樂情緒感知更為強烈, 而男性之間無顯著差異(Robazza et al., 1994)。綜上, 年齡段與性別的交互作用可能會影響古典音樂與認知表現之間的關系, 但在以往的音樂研究中, 未有探討這兩個因素的交互作用, 因此本研究將進行探究。

1.5.2 性別×任務類型

古典音樂對個體認知的影響可能會隨著性別與任務類型的不同而產生差異。首先, 男女性在各種不同的認知任務中存在能力上的差異(Upadhayay & Guragain, 2014), 不同性別的優勢任務有所不同：男性在視覺空間、心理旋轉任務上的表現勝過女性(Voyer et al., 2017; Wang et al.,2013), 而女性在語言、閱讀、記憶方面更占優勢(Halpern, 2012; Loprinzi & Frith, 2018; Stoet &Geary, 2013), 這可能與大腦結構、性激素以及刻板印象等因素有關(Miller & Halpern, 2014)。此外,音樂對不同任務的認知促進效果也存在性別差異。音樂可以提高女性的注意力、記憶力以及閱讀理解能力(Rizou, 2020; Wu & Shih, 2021), 卻使男性在注意力任務中更容易分心, 反應變慢(Jing et al., 2012), 這可能是由于男性的受干擾易感性較高; 而在運動類任務中(如, 普渡釘板測試3普度釘板測驗(Purdue pegboard test, PPT)由Tiffin 于1948年設計。該測試主要利用一塊帶有4 個凹槽和兩排孔眼的木板, 若干釘子、墊圈和項圈。受試者根據指示, 在30 秒內分別用右手、左手及雙手, 1 次1 個將同側盤中的釘子挨個插入釘板的相應小孔內, 因變量為插入的釘子數。每項任務重復3 次, 取平均數作為最后測試值。該測試主要反映手部和手臂的整體運動功能和手指運動的靈活性, 具有良好的信效度。),聽音樂使男性的表現更好, 對女性則沒有顯著影響(Nobre et al., 2018; Rodriguez-Negro et al., 2021;Taheri et al., 2022)。綜上可知, 音樂常被用作促進認知表現的工具, 先前研究缺乏綜合探討任務類型與性別的相互作用, 因此本研究將進一步考慮性別與任務類型在莫扎特效應中的調節作用。

1.5.3 性別×大腦優勢半球

古典音樂的認知促進效果可能會受到性別與大腦左右半球交互作用的影響。首先, 男性和女性之間存在大腦半球的偏側化差異(Weiss et al.,2003), 如在視覺空間任務中, 女性表現出更多的右側化, 男性則表現出更多的雙側活動; 語音任務則相反, 男性表現出更多的左側化, 而女性則表現出雙側活動(Clements et al., 2006)。相關腦成像研究也表明, 在音高加工任務中, 男性表現出更多的左半球激活, 而女性則更多表現為雙側激活(Gaab et al., 2003), 這可能與相對胼胝體大小差異有關, 女性兩半球之間的連通性似乎比男性更高(Preis et al., 1999)。此外, 音樂情緒效價屬性的判斷與性別緊密相關, 且大腦激活模式也存在性別差異。對于音樂誘發的消極情緒, 女性的腦電活動多為大腦兩側同時激活, 男性則多為右半球激活(Altenmuller et al., 2002), 這可能是由于女性在處理音樂等聽覺刺激時比男性擁有更多的情緒體驗變化和更高的開放性(Koelsch et al., 2003)。

1.5.4 性別×中外文化

古典音樂對認知的作用可能還受性別與文化因素交互作用的影響。首先, 認知能力的性別差異存在跨文化差異(Miller & Halpern, 2014), 比如部分國家的數學能力不存在性別差異, 少數幾個國家的女性在數學方面占優勢(Reilly, 2012; Stoet& Geary, 2013); 不同國家在閱讀、心理旋轉方面的性別差異大小各不相同(Penner & Paret, 2008;Reilly, 2012)。此外, 跨文化研究發現, 音樂情緒感知的性別差異因文化而異(Lee & Hu, 2014), 且文化差異對女性聽眾的音樂情緒判斷起著更為重要的作用, 而對男性聽眾無明顯影響(Hu & Lee,2016)。莫扎特音樂屬于西方文化下的古典音樂,這對于西方被試來說更為熟悉, 且女性在識別熟悉旋律方面比男性更占優勢(Miles et al., 2016),這可能會造成不同性別、文化被試的音樂情緒感知產生差異進而影響認知表現, 因此本研究將進一步考慮性別與文化背景的交互作用。

綜上, 本研究將立足于廣義莫扎特效應, 探討聽古典音樂能否促進人們在認知任務中的表現,進而挖掘導致不同研究結果不一的可能因素, 同時對莫扎特效應的兩種機制理論進行比較, 以期幫助人們客觀對待古典音樂的作用與功能, 明晰莫扎特效應的機制, 為音樂教育提供理論和實踐依據。

2 研究方法

2.1 文獻檢索與篩選

本研究的檢索方式如下：在英文數據庫Web of Science、PubMed、ProQuest 中, 使用關鍵詞組合(“Mozart effect” OR “Mozart music” OR “music effect” OR “classical music”) AND (cognit* OR intellig* OR spati*)進行檢索, 同時用谷歌學術搜索引擎進行檢查補充; 在中文數據庫維普、萬方、知網、超星讀秀、中國優秀碩士學位論文全文數據庫、中國博士學位論文全文數據庫以及百度學術搜索引擎中, 使用關鍵詞組合(“莫扎特效應” OR “莫扎特音樂” OR “古典音樂” OR “音樂效應”)AND (認知OR 智力OR 空間)進行檢索。為避免遺漏, 還對綜述和相關文章的參考文獻進行人工搜索。檢索起止日期為1993 年1 月至2022 年9月, 共獲取文獻2057 篇。

2.2 文獻納入與排除標準

遵照以下原則對文獻進行篩選：(1)研究必須含有實驗組(聽古典音樂)和對照組(聽其他音樂/聲音或靜默)完整數據; (2)研究需涉及廣義莫扎特效應和認知表現; (3)研究對象為普通大眾, 排除對病人及其他動物實驗的研究; (4)語言為中文或英文; (5)樣本量明確。納入和排除流程見圖2。

圖2 文獻檢索與篩選流程圖

2.3 文獻編碼與質量評估

納入的研究根據以下特征進行編碼(見表1)：(1)文獻信息(第一作者姓氏+發表年限); (2)樣本量;(3)對照組類型; (4)被試國別; (5)性別; (6)被試年齡并據此劃分年齡段; (7)認知任務類型; (8)音樂的呈現順序(背景或先導音樂); (9)研究支持的理論(直接啟動說和心境?喚醒說); (10)實驗設計特征(組內和組間)。編碼時遵循以下原則：效果量的提取以獨立樣本為單位, 每個獨立樣本編碼一次,若同一篇文獻調查了多個獨立樣本, 則分別對應進行編碼。

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文獻質量評估采用修訂的Jadad 量表(Brouwers et al., 2005), 評估內容包括：(1)是否采用隨機分組及描述隨機化過程(0～2 分); (2)是否使用雙盲法及描述過程 (0～2 分); (3)是否描述被試退出與失訪情況(0～1 分)。總分由每項得分相加得到, 得分在0～5 分之間。文獻編碼的有效性主要通過兩位編碼者(第2 作者和第3 作者)的一致性來進行考察。本研究中, 兩位編碼者的一致性為92.50%。

2.4 數據分析

研究采用R 語言metafor 包進行元分析。以標準化均數差Hedge’sg為效果量(Vollestad et al.,2012), 小、中、大效應值分別為0.20、0.50、0.80(Cohen, 1992)。當g取正值時, 表示實驗組聽古典音樂后的認知任務表現比對照組的好。鑒于認知任務類型多樣, 效果量可能會因被試的年齡段、性別等因素而不同, 本研究采用隨機效應模型計算效果量的大小, 采用Q值和I2值對效果量進行異質性檢驗。為探究異質性的可能來源, 對分類變量(如年齡段、性別、文化背景、音樂呈現順序、對照組類型、認知任務類型及優勢半球)進行亞組分析, 對連續變量(發表年份、樣本量和研究質量)進行元回歸分析。此外, 還探索各被試特征變量與實驗特征變量之間的交互作用。如上所述, “直接啟動說”和“心境?喚醒說”是用以解釋莫扎特效應產生機制的兩個不同學說, 對這兩個不同機制的效果量, 采用的納入邏輯是：首先在納入的91篇文獻中篩選出能夠成功復制莫扎特效應的研究。其次, 研究中有觀測到大腦指標發生變化, 或明確說明支持直接啟動說的合并為直接啟動說的效果量; 研究中涉及音樂導致情緒、喚醒變化的,則合并為“心境?喚醒說”的效果量。

為檢驗結果的穩健性以及識別可能影響元分析有效性的潛在異常值, 使用留一法進行敏感性分析(Morgan et al., 2018), 同時通過影響力分析確定異常值和強影響力點[即：擬合差異值(difference in fits, DFFITS)、庫克距離(Cook’s distances)、協方差比(covariance ratios)、hat 值(hat values)和權重(weights)的估計值以及外部標準化殘差(summary externally standardized residuals)異質性檢驗統計量](Viechtbauer & Cheung, 2010)。此外, 本研究使用漏斗圖和失安全系數(fail-safe Number, Nfs)檢驗發表偏倚。

3 結果

3.1 莫扎特效應大小的總體評估

研究共獲得有效文獻91 篇, 納入172 個獨立效果量, 包含7159 名被試, 質量分數Jadad 分數的均值為2.42 分。在隨機效應模型中, 莫扎特效應的總體效果量為0.44,Q值達到顯著水平(Q(169)= 506.63,p< 0.001),I2值為70.76%, 表明效果量估計值具有較高的異質性。通過敏感性分析, 排除任意一個樣本后的g值在0.39～0.45 之間浮動(p<0.001)。影響力分析顯示, 4 個研究的結果存在異常。在排除這4 個異常值后, 最終得到效果量g值為0.36 (95% CI [0.24, 0.49],p< 0.001), 這表明古典音樂總體上對個體的認知任務表現具有較小但顯著的促進作用。

3.2 發表偏倚檢驗

漏斗圖顯示, 效應值集中在圖形上方且較為均勻地分布于總效應的兩側, 發表偏倚的可能性較低; 失安全系數Nfs 為13305, 遠超過臨界值(5K+10,K表示獨立效果量), 表明本研究中不存在明顯發表偏倚問題。

3.3 兩種產生機制的效果量比較

兩種機制理論的元分析結果如下(圖3)：直接啟動說效果量大且顯著(g= 1.29,k= 15,p< 0.001),間接心境、喚醒說的總效果量g= 0.34 (k=14,p<0.001)。部分行為實驗和認知神經科學研究表明情緒在莫扎特效應中起關鍵作用, 匯總后的效果量g= 0.28 (k= 12,p= 0.036); 而部分研究數據則支持喚醒的促進作用, 效果量g= 0.22 (k= 9,p=0.104)。由以上可知, 直接啟動說的總效果量大于間接的心境?喚醒說的總效果量(g: 1.29 > 0.34,p= 0.045),因此直接啟動說得到更有力的支持。

3.4 亞組、交互作用與元回歸分析

為了檢驗不同研究效應大小差異的可能來源,進行亞組分析、元回歸分析與交互作用分析, 如表2 所示。從被試特點來看, 中外被試的亞組分析結果顯著, 中國被試的效果量顯著大于外國被試(g: 0.64 > 0.27,p= 0.018); 性別對古典音樂的認知促進效果影響不顯著(p= 0.201); 年齡段對古典音樂的認知促進效果影響顯著(p= 0.002),3～6 歲前運算期兒童的效果量最大(g= 1.10), 成人的效果量最小(g= 0.24)。從實驗設計特征看, 組間設計的效果量顯著大于組內設計(g: 0.48 > 0.22,p=0.037); 右側優勢半球的效果量顯著大于左側優勢半球(g: 0.44 > 0.08,p= 0.019)。音樂呈現順序(p=0.207)、對照組類型(p= 0.837)以及認知任務類型(p= 0.325)的組間差異未達到顯著性水平。

表2 廣義莫扎特效應的影響因素：亞組分析和交互作用分析

在交互作用方面, 性別與年齡段的交互作用顯著(p< 0.001)：古典音樂對前運算期女童認知表現的提升效果尤為凸顯(g= 2.69), 對前運算期男童的提升效果中等(g= 0.47); 對成年男性與女性的影響幾乎可以忽略不計。再是, 中外文化與性別交互作用顯著(p= 0.005)：古典音樂對中國女性認知表現的提升效果遠高于外國女性, 對男性來說則沒有太大差異。性別與大腦優勢半球的交互作用同樣顯著(p= 0.036)：對女性而言, 古典音樂對歸屬右半球的任務有明顯促進作用, 至于男性,古典音樂對歸屬左半球的任務表現有略微提升。認知任務類型與性別的交互作用不顯著(p=0.217)。元回歸分析結果顯示, 莫扎特效應的大小并不隨發表年份、樣本量和研究質量而發生明顯改變(所有p> 0.160)。

4 討論

本元分析旨在探討古典音樂與認知表現之間的關系及莫扎特效應的產生機制, 并考慮潛在的調節變量。先前的元分析中包含的研究數量較少、年代較為久遠, 且僅從狹義的角度對莫扎特效應進行探討, 而這一話題至今又積累了大量的新研究, 因此本研究從廣義的角度對莫扎特效應進行更新與回顧。總的來說, 本研究發現古典音樂能夠顯著提高人們的認知表現, 但效果量較小(g=0.36,p< 0.001); 直接啟動說的總效果量大于間接的心境?喚醒說。亞組分析與交互作用顯示古典音樂對中國被試的促進效果優于外國被試, 且對中國女性被試的促進效果最好; 古典音樂對前運算期女童的認知表現促進效果最佳, 對前運算期男童的促進效果中等, 對成年男女性的影響可以忽略不計; 實驗設計類型、任務所屬優勢半球也顯著調節了古典音樂與認知表現之間的關系。

4.1 古典音樂對認知表現的促進效果

本元分析結果證實了莫扎特效應的存在, 即與靜默和通俗音樂條件相比, 古典音樂能夠顯著提高認知表現, 該結果與大量實證研究的結果一致(Aoun et al., 2005; Rauscher et al., 1995), 也與前人的元分析結果相接近(Hetland, 2000; Pietschnig et al., 2010)。有研究者曾經提出, 并不是所有類型的音樂都能產生積極作用。接觸古典音樂則可以提高空間推理、情景記憶等認知功能(Ferreri,Bigand & Bugaiska, 2015; Rauscher & Shaw, 1998),甚至可以改善老年癡呆癥患者的自傳體記憶(Fang et al., 2017), 幫助老年人康復認知、克服認知失調等(Cacciafesta et al., 2010; Perlovsky et al., 2013)。相比之下通俗音樂則可能會對認知任務產生干擾(Furnham & Allass, 1999), 這可能與音樂節奏、音程大小、音調的升降曲線、音符順序等因素有關(Mammarella et al., 2007)。同時, 評估顯示, 本元分析的發表偏倚風險性較低, 結果的穩定性較好,這表明聽古典音樂的確能夠在一定程度上提高各項認知任務的成績, 即令人更聰明。

4.2 莫扎特效應的產生機制

莫扎特效應的產生機制是什么？本研究結果發現, 直接啟動說的效果量顯著大于心境?喚醒說, 直接啟動說在更大程度上得到了本研究的支持, 與Rauscher 和Shaw (1998)的觀點相一致。由于用以合并直接啟動說效果量的研究大部分是觀測聽古典音樂是否提高了被試在空間認知任務中的表現, 可用大腦皮層的trion 模型(Leng et al.,1990)解釋。根據trion 模型, 聽音樂和執行空間任務有相似的神經放電模式, 音樂對腦部產生的“直接啟動”可能是空間推理能力提高的關鍵(Rauscher et al., 1995; Rideout et al., 1998)。認知神經科學領域的研究也為這一猜測提供了證據。fMRI 與EEG 研究發現, 莫扎特音樂激活了與空間任務相關的腦區(Bodner et al., 2001; Suda et al.,2008), 能夠引起額葉和顳葉的連貫活動(Sarnthein et al., 1997); 莫扎特音樂還可以激活大腦皮質功能和交感神經(Lin et al., 2014), 增加與波段的同步以及波的功率(Verrusio et al., 2015), 同時伴隨著時空任務成績的提高(Jausovec et al.,2006), 且波段功率的波動也與音樂的感知有關(Bhattacharya & Petsche, 2001); 一項ERP 研究顯示, 不同于搖滾樂, 所有被試在聆聽古典音樂期間N2 波幅增加, 表明古典音樂增強了被試的預注意過程(Caldwell & Riby, 2007)。采用綜合性認知測評的研究也發現, 課前讓小學生聽5 分鐘莫扎特音樂能提高他們包括記憶、理解和應用等方面能力的學業成績, 其原因在于聽莫扎特音樂時能增強與波, 刺激他們的神經網絡, 促進認知活動, 為大腦學習做好準備(Mualem et al.,2021)。綜上, 結合腦成像研究證據可知, 直接啟動說可以解釋古典音樂為何促進認知表現。此外,心境喚醒說在一定程度上也得到了本研究的支持。聆聽音樂可以提高喚醒水平使注意力更加集中, 或者使人們產生積極情緒從而促進認知表現(Thompson et al., 2001)。在本研究中該理論的效果量雖然較小(g= 0.34), 但達到顯著水平, 這表明間接心境喚醒說可能不是解釋莫扎特效應產生的唯一理論機制, 但也不能排除心境和喚醒在古典音樂與認知的關系中所起的作用。

4.3 被試特點對莫扎特效應的調節作用

4.3.1 年齡段及其與性別的交互作用

年齡段的調節作用顯著, 表現為：古典音樂對3～6 歲兒童認知表現的促進作用最大, 對成年人的促進作用最小。這一發現與Pietschnig 等人(2010)的元分析結果不同, 他們僅將年齡段分為兒童和成人兩類進行比較。這種粗略的分類方式可能忽視了個體在不同人生發展階段的音樂認知能力及大腦可塑性方面的差異(侯建成, 董奇,2010)。相較于成人, 兒童早期的大腦更具有可塑性(Merzenich et al., 2014), 在這一時期認知功能快速發展(Brown & Jernigan, 2012), 如獲得絕對音高能力的關鍵期在3～6 歲(宋蓓 等, 2020), 不論男性還是女性, 其腦容量在6 歲就已經達到了巔峰期的95% (Giedd & Rapoport, 2010)。追蹤研究顯示, 對學齡兒童(6～7 歲)提供兩年的音樂訓練(演奏弦樂器, 如小提琴和中提琴)可導致其大腦結構發生變化(Habibi et al., 2018), 如增強胼胝體的連接性、減緩顳上回后段皮質變薄(突觸修剪的結果)。長期音樂教育(包含古典和流行音樂)對學齡兒童的抑制能力、規劃和語言智力等表現上具有顯著的促進效果(Jaschke et al., 2018)。

交互作用分析顯示, 年齡段與性別的交互作用顯著, 古典音樂對3～6 歲女性兒童的塑造效果最佳, 且遠高于同齡男性兒童, 而對于青少年和成年兩個年齡段來說, 男性和女性的效果量大致相當。本研究中納入的3～6 歲兒童的效果量大多是涉及空間認知任務, 首先可從空間認知能力的性別差異會因年齡的變化而變化的來解釋。在人類進化過程中, 男性需外出打獵, 本身在空間認知等方面占優勢(Ruigrok et al., 2014), 但女童的空間認知能力提高的空間也是最大的, 女性可能在后期空間任務訓練中提高最快(許燕, 張厚粲,2000), 這可能導致女童在空間推理方面更具有可塑性, 因此, 古典音樂的促進作用也更為明顯。此外, 來自工作記憶廣度研究也表明在古典音樂條件下, 學前兒童中女童的表現優于男童(谷岳,2021)。造成這一差異的原因可能是男童和女童對音樂風格偏好不同, 女童對古典音樂有偏好傾向,使得她們在完成任務時比男孩更有耐心(阮婷,2007)。

4.3.2 中外文化差異及與性別的交互作用

以往研究認為, 人們往往對來自自己文化背景下的音樂有著特殊的偏好(Juslin & Sloboda,2011), 而這種偏好與文化一致性可以增強喚醒、提高注意力(di Muro & Murray, 2012; Zhu et al.,2009), 也會使被試更好地理解音樂所表達的情緒并產生認同(Kosta et al., 2013), 進而對個體的認知表現產生更大的積極作用(Demorest et al., 2008;Mohan & Thomas, 2020)。然而本研究發現, 古典音樂對中國被試的促進效應顯著高于外國被試,這與以往研究結果不一致。一個可能的解釋是音樂熟悉度對認知活動的影響。有研究者認為熟悉的音樂更容易分散參與者的注意力, 使他們難以集中精力完成任務(Perham & Vizard, 2011), 從而導致回憶等認知表現受損(Perham & Sykora,2012)。在本研究中, 外國被試可能比中國被試更熟悉古典音樂, 這可能會喚起人們的記憶、聯想或者導致分心(Dai & Marshall, 2021; Ferreri,Bigand, Bard et al., 2015), 從而導致古典音樂對中國被試的促進效果更好, 這與Perham 等人的研究相一致(Perham & Sykora, 2012)。此外, 本研究還發現性別和文化背景的交互作用顯著調節古典音樂與認知的關系。古典音樂對中國女性的塑造效果最佳, 這可能是因為女性往往更愿意參與音樂活動且更喜歡古典音樂(Suh & Park, 2011), 且女性在聽音樂時誘發的愉悅感、幸福感及其相關腦電活動中均顯著高于男性(Díaz et al., 2011), 因此, 古典音樂對中國女性的塑造效果最為明顯。

4.4 實驗設計特征對莫扎特效應的調節作用

4.4.1 認知任務類型、左右半球功能及與性別的交互作用

本研究發現認知任務類型未能顯著調節古典音樂與認知表現的關系, 但是將任務類型按照對應的左右半球進行歸類后發現, 優勢半球的調節作用顯著, 右半球任務的效果量顯著大于左半球。該結果與以往實證研究一致(Aheadi et al.,2010; Overman et al., 2003), 也支持了半球激活假說。由于音樂與空間任務激活的是同一個半球,且一個半球的激活與另一個半球活動的減少或抑制有關(Kinsbourne, 1974), 因此與右半球功能密切相關的空間任務可能受到音樂的激活而從中受益, 而與左半球功能相關的任務(如閱讀、數學測試)則可能受到負面影響(Dong et al., 2022;Kaempfe et al., 2011)。認知神經科學的相關研究也發現, 莫扎特音樂激活了頂葉的右半球區域,改善了空間任務表現(Rauscher et al., 1995); 非音樂家在聆聽音樂時右腦比左腦更為活躍, 并伴隨著心理旋轉測試的提高, 而音樂家則不存在偏側化現象(Aheadi et al., 2010)。可見, 音樂的作用并不一定適用于所有的認知過程與認知任務, 其效果可能會因認知性質的不同而產生差異, 本研究初步認為在進行右半球任務時可以考慮通過聽古典音樂來提高表現, 而在進行左半球任務則不建議聆聽音樂。

此外, 本研究發現, 任務類型與性別的交互作用不顯著, 這可能是因為認知發展的性別差異尚存在爭議。雖有眾多研究證實了不同性別的認知發展存在差異(Ruigrok et al., 2014), 但也有研究表明, 認知發展過程中的性別差異很小, 只出現在少數認知任務中(Ardila et al., 2011)。而本研究涉及的認知較為廣泛, 這可能在一定程度上弱化了性別差異。然而, 優勢半球與性別的交互作用顯著。對女性來說, 古典音樂對右半球任務的促進作用顯著大于左半球, 而男性左半球與右半球的效果量差異不明顯。由于本研究中右半球對應的實驗任務是空間認知方面的, 換言之, 女性右半球效果量顯著大于男性的, 說明古典音樂對女性空間認知能力的塑造效果最優。盡管大量研究表明男性的空間認知能力優于女性(Doyle &Voyer, 2016; 雷文斌, 劉峰, 2014), 但男孩處理空間信息的右腦半球在6 歲左右已較為專門化, 而女孩的這種專門化要到青春期才出現(邊玉芳,2013), 男性的優勢隨年齡增長表現為減弱并消失;而相較于男性, 女性雖表現出“晚熟”的現象, 但提高速度快, 這可能導致了古典音樂對女童時空推理能力的影響大于男童(吳海珍 等, 2014)。另一個可能的解釋是, 雖然女性傾向于使用言語策略來加工任務, 但是聽復雜的音樂可能促使女性從主要的語言(左腦)刺激編碼轉換為利用右腦的資源編碼(Mcguinness et al., 1990), 從而使得女性右半球功能增強(Gilleta et al., 2003)。再是, 女性可能受刻板印象威脅(如被認為不擅長空間任務)而在進行空間認知任務時易產生任務焦慮(Doyle& Voyer, 2016), 音樂可以使她們放松, 從而促進表現(Panteleeva et al., 2018)。

4.4.2 實驗設計類型

實驗設計類型的調節作用顯著, 組間設計的效果量顯著大于組內設計。Rauscher 和 Shaw(1998)認為, 一些實驗性的因素, 如測量工具的選擇、刺激條件的呈現順序、不同實驗程序等都可能會對實驗結果產生不同的影響, 并提示研究莫扎特效應不該使用前?后測設計, 因為前測會產生遺留效應, 從而掩蓋成績的提高。這是因為人們對音樂的感知是與生俱來的(賴寒 等, 2013),同時音樂也是情緒的語言, 是人類情緒交流的藝術形態之一(Krumhansl, 2002); 音樂本身可以表達情緒, 也會誘發聽眾的情緒(楊集梅 等, 2022),因此在有關莫扎特效應實驗中, 實驗組聆聽音樂必然會激活其大腦網絡, 感知音樂的形式結構特征和體驗音樂情緒(Schaerlaeken et al., 2019), 例如不同效價和喚醒度的音樂激活不同的腦區, 對音樂的體驗會涉及獎勵、記憶、自我反思和感知運動加工等(陳麗君, 文琪, 2017), 這必然會持續一定時間, 對后續的認知任務起作用, 從而弱化前測與后測的差異。此外, 組內設計若未能控制好條件之間的時間間隔, 也容易產生疲勞效應等消極影響(Anderson, 2002), 從而削弱古典音樂對認知促進的效果。因此, 若是組內設計, 則應在古典音樂條件和其他條件間插入足夠長的認知分心任務, 以消除遺留效應, 另外還可在不同實驗條件之間間隔24 小時以上, 或采用組間設計。

4.4.3 音樂的呈現順序

音樂呈現順序的調節作用不顯著。以往研究認為, 背景音樂會占用認知資源、增加負荷(Nemati et al., 2019; Wahn & Koenig, 2017), 而先導音樂則不會, 但是本研究結果并未發現先導音樂條件下的效果量顯著大于背景音樂條件下, 這與一些研究結果不一致(Rey, 2012; Shek &Schubert, 2009)。可能原因是先導音樂在任務開始之前就停止, 雖然可以減少分心和干擾, 但也會導致音樂對大腦的獎勵變弱(Silva et al., 2020)。另外的解釋是：背景音樂是否起干擾作用依賴于任務的難度與復雜程度。當被試只是被要求邊聽音樂邊完成簡單的任務時, 背景音樂可能有利于任務表現, 因為音樂增加了覺醒或樂趣(Levinson et al., 2012), 可以提升被試對持續注意資源要求不高的任務的注意力狀態(Kiss & Linnell, 2021); 而復雜任務通常需要個體集中注意力才能更好地完成, 有背景音樂時會分散注意力, 損害任務表現(Gonzalez & Aiello, 2019), 從而對記憶與閱讀理解等認知任務產生干擾(Du et al., 2020)。由于在本文納入的研究中, 僅有一個研究在背景音樂條件下設定難易程度不同的任務, 且本研究涉及到的任務廣泛, 涉及的任務難易程度未有明確的劃分,因此, 無法將音樂呈現順序與認知任務難度做交互分析。未來研究在判定音樂是讓被試先聽再做任務, 還是邊聽邊做, 需要結合任務特征等因素加以考慮。

4.4.4 對照組類型

古典音樂與包括靜默、非音樂、民族音樂和通俗音樂幾種條件為對照, 都出現正效應量, 說明整體上古典音樂對各種認知表現均起到一定的促進作用。其中古典音樂與靜默對照效果量較大(g= 0.38), 慮及靜默為無音樂條件, 說明古典音樂整體上并未干擾而更是促進被試的注意。值得一提的是, 這一結果是基于109 個獨立效果量、幾千樣本量得出的結果, 相比以往的元分析更可能代表真實的效果, 結果也更可靠。為進一步明晰何種音樂情緒類型的效果更優, 本研究單獨分析有明確劃分古典音樂情緒類型的原始研究, 將古典音樂分為消極和積極情緒類型, 并分析其各自與靜默條件對照的效果量, 發現積極情緒古典音樂與靜默對照時為大效果量(g= 0.93), 而消極情緒古典音樂與靜默對照時效果量小(g= 0.24),可見歡快、愉悅的古典音樂能更好地促進被試的認知表現, 這與大量的積極情緒相關研究結果一致(陳曉宇 等, 2022), 驗證了積極情緒拓展?建構理論(the Broaden-and-build Theory of Positive Emotions) (Johnson et al., 2010)。

與聽通俗音樂相比, 古典音樂能促進認知表現(g= 0.34), 且與通俗音樂有無歌詞關聯不大(g有歌詞= 0.41 vsg無歌詞= 0.43); 相反, 與中國民樂相對照, 古典音樂未能凸顯出促進效應(g= 0.10),這可以從不同音樂在結構和可理解度方面的區別加以解釋。整體而言, 古典音樂與通俗音樂的重要的區別就在于古典音樂重視結構布局的美感,其音樂要素在旋律和節奏線條、調性和聲、樂句織體、力度變化上, 往往能達到非常完美的均衡狀態, 輝映出音樂的嚴密和理性; 而通俗音樂大多形式簡單、結構短小、通俗易懂, 兩者在音樂結構和形式有著不同程度的錯位(張正元, 2020),已有研究表明莫扎特K.448 奏鳴曲之所以能提高空間能力可能源于曲子的節奏(Xing et al., 2016)。并且聽眾想要理解古典音樂的情感與意義, 需充分調動自己的感官, 發揮想象力, 有時還需一定的音樂修養。研究表明, 相較于通俗音樂, 古典音樂能更顯著地激活大腦(Bhattacharya & Petsche,2005)。雖然西方音樂在調式上多采用七聲音階的大小調式體系, 而中國民族音樂多采用五聲音階的五聲調式體系(宮商角徵羽), 但宮調、羽調所表達的情緒與西方大調、小調表達的情緒相類似(楊集梅 等, 2022), 且這兩種音樂形式都有嚴謹的音樂結構, 注重旋律的發展和變化, 情感和意境表達都比較朦朧而不清晰, 要理解都需有更高的大腦參與度。因此, 二者之間的這些相似特征可能是古典音樂與中國民樂相對照未能凸顯出促進效應的原因。

4.5 研究意義與不足

本研究著眼于檢驗廣義“莫扎特效應”, 通過元分析系統評估了古典音樂對認知表現的促進作用、莫扎特效應的產生機制、潛在調節因素及其交互作用。研究涵蓋了豐富的音樂類型和認知任務類型, 彌補了已有相關元分析的局限性, 有助于更深刻地解答“聽古典音樂會變聰明嗎”這一問題。在理論層面, 本研究初步厘清了關于莫扎特效應的可靠性和科學性的爭論, 為深入探討該主題奠定了基礎。研究首次比較基于“直接啟動說”和“心境?喚醒說”的效應大小, 揭示了“直接啟動說”在解釋莫扎特效應方面更具優勢, 從而為未來研究提供更明確的理論指導, 推動研究者從心理學、認知科學等跨學科視角共同探討音樂與認知功能的關系, 促進相關領域的發展與創新。此外, 本研究深入分析潛在調節因素, 包括被試個體特征(性別、年齡段、文化背景)、實驗任務與設計特征(音樂呈現順序、實驗設計類型、對照組類型、認知任務類型及其所屬優勢半球)以及重要變量間的交互作用, 有助于揭示先前莫扎特效應研究差異的根源, 為未來研究提供更具針對性的設計指導。再是, 本研究結果表明, 盡管古典音樂對認知表現具有促進作用, 但效應受多種因素制約,如在女性兒童中效果最明顯、因認知任務對應的優勢半球不同導致效果不同等。在實踐層面上,這些發現為音樂教育、音樂治療等領域提供指導,尤其是對兒童認知發展和音樂教育具有重要意義,表明若欲以音樂審美教育服務于智育時應當抓住關鍵期, 以最大限度地發揮音樂對認知功能的促進作用。同時, 這提示人們應該警惕莫扎特狂潮可能受到商業驅動的影響, 需更全面、合理地審視古典音樂對人類認知能力的影響, 理性思考審美教育與智育之間的關系。

本研究也存在不足之處。首先, 本研究只檢驗了古典音樂在短期內對認知表現的促進作用,該結果能否推廣到長期的任務表現尚不清楚, 未來可探討古典音樂對認知表現的長時促進效應。其次, 本研究雖然探討了莫扎特效應的產生機制,但未能得出明確結論。同時也有研究認為是音樂偏好引起喚醒從而促進認知表現, 然而因納入的文獻罕有涉及偏好測量而未能分析, 這一觀點在本研究中未得到驗證, 未來研究應進一步探索偏好在其中起的作用。最后, 本研究還有一些潛在影響因素由于缺少樣本數據而未納入分析, 未來可基于更豐富的研究, 充分地對諸如被試人格特征、音樂的熟悉程度、任務的難易程度等變量進行分析探究。

5 結論

本研究采用元分析發現：(1)古典音樂對認知表現具有較小的促進效果(g= 0.36); (2)直接啟動說和心境?喚醒說均得到了本研究的支持, 直接啟動說的效果量更大; (3)年齡、文化背景、實驗設計類型以及任務對應的大腦優勢半球可以調節莫扎特效應的大小; (4)性別與年齡、文化背景、優勢半球存在交互作用。