腦波相關研究

2.2.1. 腦波與認知活動

Fitzgiboon 等人的研究探討認知活動(Cognitive tasks)對 Gamma 波所造成的影響，

由於Gamma 波對於許多認知與知覺活動皆有關連，故研究者請二十位受測者進行八種 心智活動，另一方面也設計了對照組與實驗組相比對。資料分析方面運用頻譜分析計算 出不同頻率的能量大小。結果顯示在Gamma 波中，大多數的心智活動在腦部中 Posterior 和Central 部分，與對照組相比顯示出 Gamma 能量呈現二至五倍的上升，證實心智活 動與Gamma EEG Power 間的確存在著關連性。

圖 一 Gamma Power 狀態圖

圖一為實驗組與對照組相比較時Gamma Power 狀態圖，黑色部分相比為一倍，而白色 部分則為五倍，紅色區域則為統計有效範圍。

(Fitzgiboon et al., 2004)。

在 Natarajan 等人的研究中，研究者運用四種非線性分析法(Correlation Dimension, Lyapunov exponent,Hurst Exponent and Approximate Entropy)，分析三十位受測者腦波在 四 種 狀 態( 聆 聽 搖 滾 與 鋼 琴 奏 鳴 曲 、 閉 上 眼 呈 現 放 鬆 狀 態 以 及 Foot Reflexology Stimulation)下之差異。結果顯示在聆聽音樂以及接受 Foot Reflexology Stimulation 後，

經非線性分析法分析腦波所得到的Randomness 及 Disorderliness 數值，呈現出下降的狀 態。證實了在接受音樂和 Foot Reflexology Stimulation 後，腦部是處於放鬆的狀態。

(Natarajan et al. 2004)。

Bhattacharya 和 Petsche 研究中，邀請二十位男性受測者閉著眼睛聆聽一段鋼琴奏鳴 曲(the Gigue of the French Suite Number 5 for harpsichord, by J. S. Bach)以及一段無關實 驗的故事(a short story called Versuendigung gegen die Nachwelt by H. Weigel read by C.

Hoerbiger over 2min)，並要求受測者想像圖片在腦海中旋轉(Shepard & Metzler 1971;

Bhattacharya et al. 2001)，使用 10–20 electrode placement system 收集 19 個 channel 腦波 資料，在資料分析方面採取 Wavelet transform, Hilbert transform 以及 Kullback-Leibler divergence 方法。研究發現在聆聽音樂時 Gamma 波在腦部分佈比聽故事和想像圖片統 計上有顯著差異。(Bhattacharya & Petsche, 2001)。

Bhattacharya 等人在 2001 年時發表一篇研究，探討 Gamma 波與音樂感知之關連 性，研究者不採用傳統分析腦波常使用的Spectral Power，而是運用一種稱之為 Similarity Index 方法。實驗設計請來 10 位受測者，並分為音樂家與非音樂家兩種族群，使用 10–20 electrode placement system 擷取 19 個 channel 腦波資料，實驗過程並要求受測者聆聽五 分鐘音樂(J. S. Bach French Suite No. 5 for Harpsichord, Gigue: the piece was not familiar to the subjects)並傾聽一段兩分鐘故事(a short story, “Versuendigung gegen die Nachwelt” by H. Weigel, read by C. Hoerbiger)，同時並記錄受測者在休息狀態時張眼與閉眼的腦波資 料。研究者發現當聆聽音樂時，散佈在音樂家腦部皮脂區的Gamma 波 很顯著的比非 音樂家來得高。且在聆聽故事與休息的狀態，這兩種族群的腦波狀態是沒有顯著差異。

這說明了Gamma 波在人體感知上扮演了重要角色。(Bhattacharya et al., 2001)。

2.2.2. 腦波與音樂

而音樂的變化是否能夠在腦波上反映出來呢？在Koelsch 與 Mulder 研究中提到，實 驗讓十八位受測者聆聽Haydn, Mozart, Beethoven 以及 Schubert 等人的奏鳴曲，而在 Haydn 中的 a piano sonata from Haydn (Hoboken XVI:48)，則是製作了兩個版本，一首是 原始未經修改，而另一首則是音樂尾段的短暫旋律被刻意更改，使音樂呈現不和諧但又 難以發覺的曲調。

圖 二 音樂旋律圖

圖二a 為一首未經修改之旋律，而 b 則是與 a 相同旋律但差別在音樂尾段的短暫部分被 刻意更改，使音樂呈現不和諧但又難以發覺的曲調。

整個實驗過程維持四十分鐘，研究者採用10–20 electrode placement systems 收集四 十九個channel 的腦波資料。資料分析上採取計算腦波上 Amplitudes 並依此值進行統計 分析。研究結果表示在非預期旋律發生後 0.25 秒，在腦部中 Right Temporal 的電位 Amplitudes 與預期旋律所呈現的電位 Amplitudes 相比較，在統計上是呈現顯著差異。

(Koelsch et al. 2002)