聆聽古典音樂與工作記憶情境於大學生腦波反應之研究

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(1)國立臺灣師範大學音樂學系碩士班音樂教育組碩士論文. 聆聽古典音樂與工作記憶情境於大學生腦波反應之研究 The Effects of Classical Music Listening and Working Memory on Brainwaves for Undergraduate Students. 研究生：何翊嘉指導教授：莊惠君 2014 年 6 月. 博士.

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(3) 謝誌感謝老天爺，讓我在身兼數職的碩士班生活，還能趕在最後一刻完成我的論文，拿到畢業證書真的只有痛哭流涕可以形容啊！這本論文能完成真的要謝謝指導教授－莊惠君老師。剛進碩士，老師就讓我參加國際腦科學研討會，還拿到公館校區 MEG 的使用證書！這三年半，老師扮演著亦師亦母的角色，在產學合作階段不斷的教導我待人處事的道理；寫論文時，讓我自己選擇自己想要的題目，撰寫過程時常包容我天馬行空無法聚焦，得不斷地幫我導出重點，點出我的盲點；更辛苦的在後面，我的文筆一直都沒有很好，雖然可以很清楚用口語表達出我要的意思，但是無法轉化成精煉的文字放在論文中，老師一直很努力地告訴我怎樣寫會更好，這一路真的很謝謝老師。另外也要謝謝吳舜文老師，擔任計畫與 final 的口試委員，細心的指出我還需要修正與疏忽的地方；也要感謝林小玉老師擔任計畫口試的委員，在口試時稱讚研究內容很重要；最後也要感謝陳曉嫻老師擔任 final 口試委員，釐清研究架構的錯誤，也很謝謝老師貼心地留下一張漂亮的字條鼓勵我。感謝您們專業的思維與細心把關，讓我的論文內容能更加完善。接著要感謝我的家人，謝謝我的父母總是包容著我無上限的壞脾氣，我一伸手需要幫助，也無私地給予我最大的援助，隨時關心我的身體與心靈的狀態。再來要非常謝謝親愛的妹妹，還好你念醫科啊！一開始根本不懂大腦是什麼時，還特地把中文的解剖學給我看，也拿著簡報一一講解大腦的構造，雖然現在可能只記得不到十分之一。開始寫論文後，每次看不懂的文獻，你總能緊急救援，還能幫我下載成大的論文。接著要感謝智威，在臺北的接近八年的生活總是有你陪伴，而我壓力很大時願意當我的出氣筒，也願意幫我看論文的修辭，雖然邊看邊碎念看不懂我在寫什麼。另外也要謝謝遠從美國回來度假的譽馨，緊急幫我看英文摘要。也要謝謝音教組的夥伴們這三年半的陪伴，以後還是要常常一起吃飯紓解情緒！另外要特別謝謝玟蒨，常常先幫我「探路」，不論是論文的格式，或是申請口試，每次有問題問你總是能得到解答。另外也要謝謝 MEG 實驗室幫助我的每個人，讓我國科會的數據能如期收集完成，也能如期截好檔案。最後謝謝在碩士班認識的每個人，不論是辦公室的行政人員，或是兼課學校的老師們，謝謝你們在我忙碌的時刻關心我。. i.

(4) 摘要本研究旨在探討有無工作記憶情境的影響下，大學生聆聽古典音樂是否能提升其腦波 α 波達到放鬆的感受。本研究採準實驗研究，首先，由研究者挑選 5 首古典音樂，以 10 位師大音樂系與 10 位非音樂系的學生為研究對象。以 NeuroSky 的腦波耳機蒐集受試者分別於有無工作記憶情境之下、以及有無聆聽音樂時的腦波情形。根據研究結果，本研究結論如下：一、腦波容易受到身體狀況影響，但工作記憶的刺激會提升受試者 β 能量值。二、無論是否有工作記憶的刺激，音樂系的學聆聽音樂的 α 值比非音樂系學生高。三、腦波 α 值最高點通常位於樂曲的樂段結束、出現終止式、出現長音時以及樂曲最高潮結束後。四、工作記憶後，有聆聽古典音樂的 α 值會上升，且較迅速恢復到基礎線；β 能量值下降的程度較大。五、聆聽古典音樂的真實生理放鬆反應，與認知放鬆感覺非常不一樣；實際生理上的放鬆數據，高於個人認知的放鬆感覺。最後，本研究根據結果提供音樂工作者、未來研究與音樂聆聽者音樂與腦波之相關建議。. 關鍵詞：腦波、古典音樂聆聽、工作記憶. ii.

(5) Abstract The purpose of this study was to investigate whether listening to classical music could enhance alpha brainwaves and relaxing mood either after the working memory condition or not. This study was conducted as a quasi-experimental research. Five classical music segments for 10 music-majored students and 10 non music-majored students were selected. Then, NeuroSky's brainwave headset was applied to collect the subjects’ brainwaves data. The first experiment was designed to figure out how alpha brainwaves changed while the participants listening to classical music, and to analyze the correlation and differences between the alpha brainwaves and personal feelings of relaxation. The second experiment was to find out how alpha and beta brainwaves changed when the participants listen to classical music after working memory conditions. According to the results and discussion, conclusions of this study are as follows: 1) Physical conditions may affect brainwaves. The values of beta brainwave may increase after working memory conditions. 2) For music-majored students, the level of their alpha brainwaves is higher than those non music-majored, no matter if they were after the working memory conditions or not. 3) The alpha brainwave usually reaches the climax at the end of the music with the cadence, or right after an intensive music phrase. 4) After working memory conditions, listening to classical music will increase listeners’ alpha brainwave and quickly back to the values of baseline. On the other hand, beta brainwave would decrease more while subjects listening to classical music. 5) There exist differences between music listeners’ physiological relaxation responses and cognitive relaxation feelings to the music; the former is more than the latter. Finally, many suggestions related to music listening and brainwaves were given to musicians, researchers, and music listeners.. Keyword : brainwaves、classical music listening、working memory. iii.

(6) 目次謝誌 ............................................................................................................................................. i 摘要 ............................................................................................................................................ ii Abstract .................................................................................................................................... iii 目次 ........................................................................................................................................... iv 表次 ........................................................................................................................................... vi 圖次 .......................................................................................................................................... vii 第一章. 緒論 ............................................................................................................................ 1. 第一節研究動機 ............................................................................................................ 1 第二節研究目的 ............................................................................................................ 4 第三節研究問題 ............................................................................................................ 5 第四節名詞釋義 ............................................................................................................ 6 第五節研究範圍與限制 ................................................................................................ 8 第二章文獻探討 ...................................................................................................................... 9 第一節工作記憶理論與相關研究 ................................................................................ 9 第二節音樂、心理、生理之相關研究 ...................................................................... 17 第三節腦波與音樂的相關研究 .................................................................................. 23 第三章. 研究方法 .................................................................................................................. 33. 第一節研究設計與架構 .............................................................................................. 33 第二節研究對象 .......................................................................................................... 35 第三節研究工具 .......................................................................................................... 37 第四節研究步驟 .......................................................................................................... 46 第五節資料分析 .......................................................................................................... 48 第四章結果與討論 ................................................................................................................ 49 第一節無工作記憶聆聽音樂腦波分析情形 ................................................................ 49 第二節有工作記憶後聆聽音樂腦波分析情形 ............................................................ 58 第三節有無聆聽音樂腦波之差異分析 ........................................................................ 66 第五章結論與建議 ................................................................................................................ 69 第一節結論 .................................................................................................................... 69 iv.

(7) 第二節建議 .................................................................................................................... 71 參考文獻 .................................................................................................................................. 75 附錄一 ...................................................................................................................................... 84 附錄二 ...................................................................................................................................... 85 附錄三 ...................................................................................................................................... 87 附錄四 ...................................................................................................................................... 88. v.

(8) 表次表 2-1 運用腦機介面技術晶片之學術論文........................................................................... 29 表 3-1 受試者基本資料一覽表............................................................................................... 35 表 3-2 校外樂器學習............................................................................................................... 36 表 3-3 音樂性相關社團參與................................................................................................... 36 表 3-4 放鬆古典音樂合輯名稱表........................................................................................... 37 表 3-5 曲目列表....................................................................................................................... 38 表 3-6 受測用音樂分析表....................................................................................................... 39 表 3-7 實驗曲目順序............................................................................................................... 40 表 3-8 預試樣本分析（一）................................................................................................... 44 表 3-9 預試樣本分析（二）................................................................................................... 45 表 4-1 不同背景在無工作記憶聆聽樂曲上原始 α 能量值差異比較 .................................. 49 表 4-2 不同背景在無工作記憶聆聽樂曲上 α 能量值上升百分比差異比較 ...................... 51 表 4-3 不同背景在聆聽樂曲上 α 能量值達最高峰的秒數差異比較 .................................. 53 表 4-4 放鬆感受與 α 能量值之相關情形 ............................................................................. 56 表 4-5 受試者工作記憶與聆聽樂曲的 β 能量上升或下降比率.......................................... 59 表 4-6 不同背景在工作記憶後聆聽樂曲上 α 能量值差異比較 .......................................... 59 表 4-7 不同背景在工作記憶後聆聽樂曲 α 能量值達最高峰的秒數差異比較 .................. 61 表 4-8 不同背景在工作記憶後聆聽樂曲的整體 β 能量值下降百分比差異比較............... 63 表 4-9 不同背景在工作記憶後聆聽樂曲上 α 能量上升百分比差異比較 .......................... 64 表 4-10 工作記憶後「無聆聽音樂」及工作記憶後「聆聽音樂」原始 α 能量值差異情形66 表 4-11 工作記憶後「無聆聽音樂」及工作記憶後「聆聽音樂」秒數差異情形 ............. 67 表 4-12 工作記憶後「無聆聽音樂」及工作記憶後「聆聽音樂」α、β 能量值上升比率差異情形 .......................................................................................................................................... 68. vi.

(9) 圖次圖 2-1 訊息處理心理歷程圖示................................................................................................ 9 圖 2-2 工作記憶模型.............................................................................................................. 10 圖 2-3 工作記憶與短期記憶關係圖.......................................................................................11 圖 2-4 內分泌與交感神經系統作用機制.............................................................................. 19 圖 3-1 研究架構圖.................................................................................................................. 34 圖 3-2 評測系統...................................................................................................................... 41 圖 3-3 編號 033 受試者三首曲目，上圖為 MEG 結果，下圖為腦機耳機介面結果 ....... 43 圖 3-4 由左至右為腦波耳機、訊號發射器、數據收集盒.................................................. 43 圖 3-5 研究流程...................................................................................................................... 47. vii.

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(11) 第一章緒論本研究旨在探究. 大學生在工作情境後聆聽音樂的腦波改變情形，本章分別敘述研. 究動機、研究目的、研究問題、名詞釋義及研究範圍與限制等。. 第一節. 研究動機. 翻開醫學史，在歐洲醫學萌芽地——希臘，於西元前四百年，音樂被視為一種足以「訴說人心」的語言。古希臘人們必須修習音樂與體育，才能符合「身心靈平衡的優良市民」的標準。他們認為，音樂會影響人的道德，甚至不同調式的音樂，會帶給人們情緒及人格的影響（林珍如、夏荷立譯，1999）。當時的東方，孔子曰「興於詩，立於禮，成於樂」，以音樂為人格修養的最高境界，由音樂感化人心，以達樂教之功效（歐秀慧， 2006）。現代美國醫學報告指出，聽古典音樂可使血液壓力激素濃度減少，換句話說，古典音樂可代替藥物，使病患放鬆，緩和壓力，藉以達到類似麻醉的功效（林珍如、夏荷立譯，1999）。綜合以上觀點，無論古今中外皆認為聆聽音樂會影響心理或生理。雖說音樂被認為會影響心理或生理，但我們想要進一步瞭解的是，音樂對於心理層面的人性、意念所產生的影響（歐秀慧，2006）。Reimer （2003）的 A philosophy of music education: Advancing the Vision 提及，「音樂情緒感受」多次被強調主要是為了澄清人類心智（mentality）的感受，以及在各個文化中「音樂情緒感受」的重要性。此外，Reimer 提到神經學研究學者 Antonio Damasio 對於「音樂情緒感受」的解釋：人類的感覺（feeling）很可能是知覺自己本身的關鍵，也是人類認知中必要的成分。近年的腦神經科學研究興起，讓我們可以透過腦波變化圖來解釋，音樂對人類的心理與生理上的影響。現代繁忙的社會，人生不論是求學階段，還是工作階段，難免遇到各種挫折、逆境，有些人可能會引發焦慮與壓力、進而不知所措、逃避、退化、或甚至有吸毒、自殺等行為（賀豫、黃雅文，2008）。依據每年五月在行政院衛生署的自殺通報統計中，民國 99 年自殺死亡率首次退出國人十大死因（行政院衛生署，101 年 5 月 11 日），但是單看 15~24 歲的自殺率可發現，民國 91~100 年並沒有下降的趨勢，其中於民國 100 年全國 15~24 歲的自殺死亡人數，高達 168 人。最新衛生福利部統計處統計 101 年，除了連江縣自殺死亡率未列入排名，其餘各縣市自殺死亡率的排名位於第八位至第十二位，自殺死亡率排名越後面的縣市是生活步調比較緩慢的縣市，為嘉義縣市、屏東縣、臺東縣、花蓮縣，由此可見，如何放鬆是現代人需要正視的課題。 1.

(12) 根據 Erikson 心理社會發展的八階段理論，大學生剛好位於第五階段的統合與角色混亂以及第六階段的親密與孤獨（張春興，2007）。研究者認為，此時是身心發展正面臨轉變的階段，大一處於自我統整與角色混淆的階段的末期，假使自我統整出現問題，又沒有人適時引導，進入第六階段時，無法做好自我統整的人較難與他人有親密感，更容易有悲觀、焦慮的情況出現，當遇到課業、家庭、人際等不同的壓力出現時，則較難自我克服。林威志、邱安煒、徐建業、邱泓文（2005）的研究提及，音樂對個體的影響，可以透過中樞神經系統（central nervous system，CNS）和自主神經系統（autonomic nerve system ， ANS ）反映出來。大腦為中樞神經系統中的一部份，不同頻率的腦電波（electroencephalography, EEG）可以反映出中樞神經的狀態。林威志等（2005）此篇研究的對象為 18 位臺北醫學大學的學生，研究結果發現兩項要點：其一音樂對 γ 波的影響相當顯著，無論是舒緩音樂或搖滾樂皆使受試者的 γ 波能量上升；其二音樂喜好程度與 α 波呈現正相關，α 波則是代表個體放鬆的程度。由於研究者本身長期學習古典音樂的背景，因此希望透過本研究瞭解聆聽古典音樂是否能幫助人們增強大腦 α 波，以達到放鬆的效果，此為研究動機一。日常生活我們不斷使用工作記憶的腦區，使大腦持續呈現激活的狀態，此行為經長時間將會讓人體感受到壓力，且此狀態持續過久，亦會產生不良影響。Masahira、Shinobu 與 Jun（2007）的研究中提出，緩慢的音樂對於壓力有良好的舒緩效果，研究認為樂曲的速度對於人的情感效價（affective valence or mood direction）與心理生理喚起程度（psychophysiological arousal or mood strength）之間有高度相關。此研究對象為日本 20 位大學生，此研究結果發現：負面的情緒(尤其是緊張與壓力)會帶來挫折、矛盾（衝突），皆會造成人體自我平衡被破壞，這與腎上腺素的釋放有關，當腎上腺素增加，血糖、血壓會升高，心跳會加速，而唾液分泌會減少；壓力越大，音樂舒緩情緒的效果也越高，美妙的音樂能分散負向的緊張壓力，降低血壓與心跳速度，尤其在心跳以及呼吸速率的檢測結果最為顯著，並且，速度較慢的曲子，對舒緩情緒的效果較良好。目前文獻指出，大學生轉移壓力讓個體放鬆的因應策略包括五個層面：放鬆分心、認知調整、情緒發洩、社會支持與問題解決。其中放鬆分心方面，大學生對於壓力的因應策略，是藉由聆聽音樂來轉移自己的注意力以放鬆身心（王春展、潘婉瑜，2006；許育銓、施以諾、陳美伶、謝弘一、林宛儀，2010）。音樂能有轉移不愉快的情緒與壓力之效用，但是，聆聽音樂的放鬆效果因人而異，當聆聽者對樂曲越喜愛或是有較多音樂 2.

(13) 學習背景時，音樂所產生的效果越大，其聆聽放鬆音樂時，腦部產生 α 波與 θ 波的程度會高於完全沒有音樂學習背景的人（歐秀慧，2006；鄭心怡，2007；謝麗鳳、劉淑珍、林惠蘭、陳美碧，2008）。日常生活持續激活大腦的工作記憶腦區，產生負面的生理與心理狀態，透過聆聽音樂可將身心狀態轉變為正向的狀態。此外，音樂學習背景不同時，聆聽音樂後得到的放鬆效果也不一樣，故研究者想瞭解不同背景的大學生在工作記憶情境後聆聽古典音樂，是否能提升不同背景的大學生的 α 波，此為本研究動機二。近十五年來，腦波是全球新興的研究題目。臺灣博碩士論文從 1994 年至今，音樂與腦波的相關論文總篇數共 11 篇，發表科系為電子、電機工程或是醫學科系，並無任何音樂相關科系。再者，音樂選曲出現兩種情形，其一為僅選擇 2 至 4 首，風格完全不同的曲目，例如：古典音樂與搖滾音樂；其二為受測人數較少，且連續播放多首相似類型的曲目，例如：「腦波訊號音樂」。無論哪一種選曲方式，都將整首音樂視為一個整體，鮮少討論音樂本身相關內容，如樂曲結構、樂派等。研究者有幸在研究所求學的階段，接觸腦波相關議題與不同腦波的施測儀器，因此希望能以音樂人的角度，結合最新的腦科學議題，透過儀器測量，來瞭解不同的腦波波段與音樂本身內容之間的相關，此為研究動機三。. 3.

(14) 第二節. 研究目的. 基於以上研究動機，本研究目的如下：一、大學生無工作記憶情境時，其聆聽音樂的 α 波與放鬆感受情形。二、大學生於工作記憶情境後，其聆聽音樂的腦波情形。三、大學生在工作記憶情境後「無聆聽音樂」與「有聆聽音樂」之腦波差異情形。. 4.

(15) 第三節. 研究問題. 依據本研究目的，相關研究問題如下：一、大學生無工作記憶情境時，其聆聽音樂的 α 波與放鬆感受情形為何？（一）整體大學生於無工作記憶情境時，其聆聽的音樂腦波為何？（二）不同性別大學生於無工作記憶情境時，其聆聽的音樂腦波為何？（三）不同科系大學生於無工作記憶情境時，其聆聽的音樂腦波為何？（四）不同音樂學習背景大學生於無工作記憶情境時，其聆聽的音樂腦波為何？（五）整體大學生對於樂曲的放鬆感受與 α 波測量結果是否有顯著相關或顯著差異？（六）不同科系大學生對於樂曲的放鬆感受與 α 波測量結果是否有顯著相關或顯著差異？二、大學生於工作記憶情境後，其聆聽音樂的腦波情形為何？（一）整體大學生於工作記憶情境後，其聆聽的音樂腦波為何？（二）不同性別大學生於工作記憶情境後，其聆聽的音樂腦波為何？（三）不同科系大學生於工作記憶情境後，其聆聽的音樂腦波為何？（四）不同音樂學習背景大學生於工作記憶情境後，其聆聽的音樂腦波為何？三、大學生於工作記憶後「無聆聽音樂」及工作記憶後「聆聽音樂」之腦波是否有顯著差異？（一）整體大學生於工作記憶後「無聆聽音樂」及工作記憶後「聆聽音樂」之腦波是否有顯著差異？（二）不同性別大學生於工作記憶後「無聆聽音樂」及工作記憶後「聆聽音樂」之腦波是否有顯著差異？（三）不同科系大學生於工作記憶後「無聆聽音樂」及工作記憶後「聆聽音樂」之腦波是否有顯著差異？. 5.

(16) 第四節. 名詞釋義. 本節針對本研究所提及之重要名詞說明如下：一、工作記憶（working memory）工作記憶又稱為運作記憶，為短期記憶的其中一種，是將感官接收的新訊息增加思維與心理運作。工作記憶為訊息處理論的第二階段的記憶，此種記憶能保持 20 至 30 秒，為日常生活中，經常使用的記憶類型，例如：瀏覽書籍、查閱電話後撥號等（張春興， 2007；2010）。工作記憶與運作記憶的原文皆為 working memory，目前在臺灣的文獻上，大部分醫療文獻類譯為「運作記憶」，教育類則譯為「工作記憶」。本研究施測的工作記憶情境，參考 Hiroka 和 Ohira（2003）的 Stroop Color-Word test 以及 Masahira、Shinobu 與 Jun（2007）的研究。前者為 Stroop Color-Word test，在 Hiroka 和 Ohira 實驗，是以 A4 紙張以不同墨水印製顏色的字卡，本研究則將其全部影像化，以軟體 E-prime 2.0 設計實驗。後者的研究以加減法數學演算為壓力情境，每一題有 4 秒鐘的回答時間，回答方式為四選一的單選題，當受試者回答錯誤時，電腦會發出尖銳的聲響來告知受試者回答錯誤，當錯誤達 25 題時，前方的氣球會破裂。由於本研究只需要工作記憶情境，因此將氣球破裂的壓力情境移除，加減法數學運算內容包含個位數與十位數的加法與減法，並將回答時間縮短為 3 秒鐘，避免回答時間過長而失去工作記憶情境。二、腦波（brainwaves）腦波是大腦內部每個神經元和上千個神經元相互連結所產生的電位變化。正常、且腦部未開過刀的腦波頻率大略可分為以下九個波段，分別為：δ 波、θ 波、α 波、β 波、 γ 波、λ 波、σ 波、κ 波、μ 波。在非醫學類文獻，主要討論前五種波段，後四種波段屬於特定狀態下，突發的波形，例如：λ 波為眼睛受到光線刺激後 100 毫秒，枕葉位置會記錄到的正電波，因此，並不會因為人類活動而產生不同變化。以下分別陳述常見的五種波段。 δ 波，又稱沉睡波，是指活動較緩慢的腦波，其在腦電圖上的形狀則是平緩的曲線； θ 波為潛意識的腦波，與記憶、情緒、信念、個性有關，是靈感與創造力的來源；α 波，又稱鬆弛波，是意識與潛意識之間的橋樑腦波，是想像力的來源，通常在個體閉眼，或放鬆的狀態下出現；β 波，又稱為忙碌波，屬於低振福，高頻率的腦波，通常出現在清醒時，主要是智力（邏輯思考、推理、計算）所需的腦波來源；γ 波，是覺醒與專注的 6.

(17) 代表腦波，在大腦活動增加或執行特定工作時，相關的局部大腦皮質會有增強的現象，通常與認知有相關（莊佩旻，2005；孫光天、許家彰、李耀全、孫嘉臨，2007；楊玉齡， 2012；關尚勇、林吉和，2007）。本研究所指的腦波，係採 Neurosky 的腦波頻測系統（Brain-Computer Interface, BCI）擷取受測者的五種波形之儀器，包含 δ 波、θ 波、α 波、β 波、γ 波，本研究探討的腦波為 α 波、β 波，係以能量值為計算單位。三、音樂學習背景（music training background） Abeles 與 Chung（1999）提出音樂學習背景定義為大學階段就讀音樂相關學系，或者透過問卷分類其音樂學習背景的高低；根據黃靜芳（2010）提到音樂訓練是指（1）目前就讀音樂科系或音樂輔系者；（2）高中、國中或國小曾經就讀於音樂班總年限長達三年以上；（3）接受個別音樂課程總年限長達五年以上；（4）參與音樂的社團活動總年限長達五年以上。本研究所指的音樂學習背景包含 3 種項目，包含問卷選擇：（1）偏好聆聽古典音樂（2）接受個別樂器課程總年限達五年以上（3）參與音樂社團活動總年限達五年以上。若三項皆符合則為高階音樂學習背景，兩項符合為中階音樂學習背景，一項符合或是一項以下為初階音樂學習背景。. 7.

(18) 第五節. 研究範圍與限制. 本研究旨為探討大學生在工作情境後聆聽音樂的腦波情形，茲針對本研究之研究對象、研究變項及研究範圍與限制進行說明。一、研究對象本研究之研究對象為國立臺灣師範大學大學部與研究所學生，採自願報名，故本研究無法推論至其他大學或其他受試者。儀器測量的結果僅能反映受試者當天的腦波狀態或相似的生理狀態，並不能推論到與受試者當天生心靈狀態差異太大的時間點。二、音樂類型本研究的樂曲段落挑選市面上標示放鬆音樂的古典音樂合輯，於博客來網路書店，以放鬆音樂為關鍵字，刪除單一作曲家的專輯，之後根據 Salimpoor、 Benovoy、Longo、 Cooperstock 與 Zatorre（2009）提及聲樂曲的歌詞會帶給受試者聯想影響腦波結果，因此聲樂曲剔除。研究者挑選 15 首古典音樂，再經由 54 位學生圈選放鬆與憂鬱程度後挑選出放鬆程度最高與憂鬱程度較低的 5 首樂曲，因此本研究結果只限於此五首古典音樂，並不推論於其他古典音樂，或是其他類型的樂曲。三、研究工具限制本研究的測量儀器為 Neurosky 的腦波頻測系統，所測得的腦波頻率為前額葉 0.5Hz ～39.7Hz 腦波，已包含 δ 波、θ 波、α 波、β 波、γ 波，五種常見的腦波，但並無法測得超出此範圍的 γ 波，此外，本研究只關注於 α 波、β 波的能量值，其餘的腦波頻率或其他部位腦波並不分析。. 8.

(19) 第二章文獻探討本章共分成三節，第一節探討工作記憶理論與相關研究、第二節探討音樂、生理、心理之相關研究、第三節探討腦波與音樂的相關研究，茲分節說明如後。. 第一節. 工作記憶理論與相關研究. 本節將分別探討「工作記憶定義」及「工作記憶相關文獻」。壹、工作記憶定義記憶是對於學習到的經驗將其保留在類似的情境出現時，可直接重現的心理歷程（張春興，2010）。依據記憶的功能性，可分成編碼（encoding）、儲存（store）與提取（retrieval）（周育如、樂可天，2013；張春興，2007），根據特性則可分成感覺記憶、短期記憶以及長期記憶（鄭麗玉，1993；張春興，2010）。當人類透過感官接收外環境中的刺激時，經由感官接受後，會產生短暫的記憶，此種記憶的特色為時間短暫（三秒鐘內）地保持刺激原貌，如同照相機或是錄音機。感官收錄後，再經注意而延續到 20 秒以內的記憶，並產生簡單的行為。例如：將查到的電話號碼至按號碼的階段，此種記憶即為工作記憶。最後經由不斷地複習而進入人類的長期記憶（圖 2-1）。. 環境刺激. 輸入. 感官收錄. 注意. 短期記憶工作記憶. 長期記憶複習情節記憶語意記憶. 圖 2-1 訊息處理心理歷程圖示資料來源：張春興（2003）。教育心理學。臺北市：臺灣東華書局。144 頁。短期記憶早先被稱為初期記憶（primary memory 或 elementary memory）（李玉琇， 2000），Cowan（1997）也提出短期記憶為工作記憶（working memory）的一種功能。工作記憶主要是儲存剛接收到的刺激，本身則包含注意力的運作過程，是個體在面對訊息和事件中，可同時儲存訊息，又可進一步處理訊息的動態機制（Baddeley & Hitch, 1974），因此工作記憶的實驗作業比短期記憶的實驗作業更能反映個體認知功能上的差異。 9.

(20) 工作記憶模型又以 Baddeley 與 Hitch 最初提出的模型最著名，在此模型中，工作記憶可分成以下幾個部分，一個中央執行系統（central executive）以及兩個子系統（圖 2-2），語音迴圈（phonological loop）與視覺空間模板（visuospatial sketchpad）。中央執行系統負責分配訊息至兩個子系統，以及監控兩個子系統的訊息處理；語音迴圈可再細分成儲存語音訊息以及主動覆誦語音處理，來避免資訊衰退；視覺空間模板也分成兩個部份，其一為視覺系統，另一為空間系統，可以建構或操作視覺圖型，也負責心理地圖的呈現，當兩個子系統中，有訊息無法解讀時，會將訊息歸還給中央執行系統（周育如、樂可天， 2013；林曉昀、徐芝君、陳學志、邱發忠，2013；Baddeley & Hitch, 2000）。. 視覺空間模板 visuospatial sketchpad. 中央執行系統 central executive. 語音迴圈 phonological loop. 圖 2-2 工作記憶模型資料來源：周育如、樂可天（2013）。應用工作記憶理論促進學習成效之研究初探。慈濟大學教育研究學刊，9，7。訊息處理過程中，工作記憶有五個特色，其一為容量有限且保存時間短暫；其二，可利用組塊增加工作記憶的容量；其三，能使人對刺激做出適當的反應；其四，儲存在工作記憶的編碼如果相同，將會互相干擾；其五為能邊接受刺激邊做出反應的心理活動，當活動的目的達到，短期記憶的作用就結束，如果不再做任何處理，記憶就會流失，便形成遺忘（李玉琇，2000；杜婉茹、孟令夫、王方伶、盧秋萍，2009；張春興，2007）。工作記憶的功能與日常生活緊密結合，其暫時性的儲存以及操作訊息的能力包含：談話、閱讀、學習、推理等，因此工作記憶也經常成為心理學及神經科學領域所研究的目標（王駿濠、蔡佳良，2009）。 Kail 與 Hall（2001）依據 Cowan 的理論，更進一步解釋短期記憶為工作記憶的子系統（圖 2-3），短期記憶在收集訊息之後，工作記憶需一直提供注意力，使訊息維持活化（activated）的狀態，其中年紀越小的兒童，訊息流量越大時，越容易受到注意力控制的影響；而工作記憶與短期記憶最大的差別在於，工作記憶本身包含儲存與處理的機制，但短期記憶僅有儲存的機制（陳湘淳、蔣文祁，2011；陳麒合，2003）；預測受試者閱讀理解能力研究顯示，工作記憶比短期記憶更能說明個人認知作業表現的差異，經由因 10.

(21) 素分析，簡單廣度作業與短期記憶有關，而複雜廣度記憶測驗與工作記憶有關（Kail & Hall, 2001）。. 工作記憶. 注意力. 短期記憶. 圖 2-3 工作記憶與短期記憶關係圖資料來源：Kail, R., & Hall, L. K. (2001). Distinguishing short-term memory from working memory. Memory & Cognition, 29(1), 2. 近年來，亦有探討工作記憶為「特殊性」（domain-specific）或是「一般性」（domain-general）（蔣文祈，2011）。根據Kane、Hambrick、Tuholski、Wilhelm、Payne 與Engle（2004）的研究顯示，透過語言工作記憶與視覺空間工作記憶測驗，彼此結果有高度相關，因此認為工作記憶為一般性。林曉昀、徐芝君、陳學志、邱發忠（2013）探討工作記憶廣度與創造力表現的關聯性，研究結果發現，工作記憶廣度越大，創造力中的頓悟性思考的表現越好，且檢測頓悟性問題中的語文與圖形表現，與工作記憶的語音環或視覺空間廣度的關聯性中，並無顯著差異，也推論出工作記憶為一般性。然部分學者持相反意見，Shah與Miyake（1996）研究發現，語言廣度僅與語文作業表現有關，與空間表現力無關；空間的工作記憶也僅與空間表現力有關，與語文作業表現無關，因此認定，工作記憶為特定性。Hambrick與Engle（2002）探討工作記憶廣度與專業知識的相關性，結果發現專業相關知識的多寡，會影響處理類似專業知識的工作記憶效率，也推論出工作記憶為特定性。心理學上，工作記憶會用來探討工作記憶的廣度，常見的測驗包含：雙作業廣度測驗（dual-task span）、two-back memory test 或是1Stroop Color-Word test 等。第一種測驗是將同時測量大腦儲存訊息以及運作的兩種過程，第二種為視覺上，會出現需要受試者回答的影像，但不能回答當下看到的題目，須回答前兩題的答案，最後一種為視覺上文義與真實顏色干擾的測驗（王駿濠、蔡佳良，2009；杜婉茹、孟令夫、王方伶、盧秋萍， 2009；陳麒合，2003；Hiroka & Ohira, 2003）。教育學者分析認知能力與工作記憶之間的相關性，結果能有效找尋學習困難的學生. 1. Stroop Color-Word test 為 Stroop, J. R.於 1935 年的實驗中，要求受試者念書寫文字的顏色時，會比直接念文字慢，瞭解注意力機制干擾對反應時間的影響。 11.

(22) 或是研究發展中的兒童，如陳以青（2004）的研究，使用語文、數數字與視覺空間三種工作記憶測驗來施測不同類型的學習障礙學生，結果發現，閱讀障礙與數學學習障礙的學生僅在語文測驗中與普通學生達顯著差異，而不同年級的學生，不論何種學習障礙，工作記憶的廣度並不會隨著年級升高而增加；更進一步，會將學業成就與工作記憶做相關研究，來瞭解工作記憶的能力是否會影響學校的學業成就（毛雪慧，2004）。工作記憶運作時，腦區的活動偏向前額葉皮質及顳葉區的活化，物件任務與空間任務分別仰賴額葉區和頂葉區來提取訊息，而語音迴圈中的儲存功能會特別活化布洛卡區（Broca area），視覺空間模板中的儲存功能會特別活化右腦的前運動區與部分額葉區（王駿濠、蔡佳良，2011；杜婉茹、孟令夫、王方伶、盧秋萍，2009；唐惠君、柯天路、卓俊伶、洪聰敏，2008；蔡卓宇，2007；d'Esposito, Aguirre, Zarahn, Ballard, Shin & Lease, 1998），心智活動增加，α 能量值（alpha power）的強度會下降，與語文有相關的工作記憶時，β 能量值的強度會增加，其中 β 能量值的增加可直接反應出認知活動、注意力的增加（Costa, Arruda, Stern, Somerville & Valentino, 1997）。除了腦波可以檢驗出工作記憶，對於大腦的負荷之外，亦可從其他的生理訊號，測得工作記憶帶來的負擔。貳、工作記憶相關文獻工作記憶與生活息息相關，因此經常成為心理學及神經科學領域的研究目標。工作記憶在心理學層面研究，包含如何增加記憶廣度、工作記憶與不同類別的智能或學業的相關性、工作記憶於特定族群的表現，以及工作記憶衰退的情形來進行研究，以下對不同類型的研究分別陳述。由於工作記憶容量有限，儲存時間短暫，當訊息流量超過負荷，很容易出現「失神」的現象，因此如何增加工作記憶的廣度是很重要的。陳湘淳、李玉琇（2005）研究顯示，經過圖像記憶的訓練的組別，閱讀記憶、簡單視覺空間廣度以及空間廣度，工作記憶的廣度優於未受記憶策略訓練的組別，但是對於語音的工作記憶廣度並無法受到記憶策略的訓練而增加。工作記憶廣度，亦可用來檢測音樂家即興的能力。De Dreu、Nijstad、Baas、Wolsink 與 Roskes（2012）認為，即興是包含創造力與原創性，需要複雜高階的工作記憶能力，去安排、組織相關的音樂片段，並能短時間之內，控制自身肌肉完美的演出，此研究檢測 16 位阿姆斯特丹音樂院的大提琴女性學生，發現工作記憶容量較高的學生，即興的完整性、創意性也會略高於工作記憶容量較低的學生。除此之外，在 Franklin、Moore、. 12.

(23) Yip、Jonides、Rattray 與 Moher（2008）的研究中提及，音樂系的學生在語言的工作記憶廣度，大於非音樂系的學生，也更進一步說明音樂訓練能適時增加語言的工作記憶廣度與長期記憶的容量。除了增加記憶廣度，國內外學者也探討了工作記憶廣度與兒童學業成就之間的相關性，以及中央執行系統與兩個子系統對不同學科的重要性。研究結果發現，工作記憶廣度與學校的語文、數學及科學成就測驗有極高的關聯性；語音迴圈系統的能力會影響語文、數學的成就測驗結果，因此可透過不同類型的工作記憶測驗，來瞭解低工作記憶的學生屬於哪一類型的學習障礙。（周裕欽，2000；蔣文祈，2011；陳學志，2012；賴孟龍，2012；Gathercole、李玉琇、王馨敏，2011；St Clair-Thompson & Gathercole, 2006）。 De Dreu、Nijstad、Baas、Wolsink 與 Roskes（2012）提出工作記憶與與創造力之間的相關性，研究顯示，天才型的創意家通常是依靠工作記憶能力與創造的流暢力，而工作記憶本身能預測創造的流暢力、洞察力以及原始的構思能力，因此創造力無法只用智力去預測，且工作記憶的儲存量以及運作持久性，會影響創造力的表現。創造力對於開發性的工作是非常重要的能力，與工作記憶是相輔相成，而工作記憶本身也是個整合性的工作平臺，除了讓訊息分門別類在需要執行任務時，便於快速提取需要的資訊，在這個平臺上的概念被賦予的可變性程度，其實就是創造力的執行過程（田意民、許儷絹、戴浩一、楊育芳，2014；林緯倫，2006；林曉昀、徐芝君、陳學志、邱發忠，2013）。公司應徵人才的過程也可透過檢測工作記憶的能力來篩選適合的職務，如：建築師、製圖工程師、土木工程師、戰鬥機飛行員等，不同的職業，視覺空間能力具有顯著差異。林煜超、陳芳瑩（2008）以及林漢裕、李玉琇（2010）研究中提及，與空間判斷的相關職業，都需使用到視覺空間的工作記憶，其研究結果顯示，經過有系統的空間工作記憶教學與訓練，可有效增加視覺空間工作記憶的能力，且接受訓練的內容越困難，工作記憶能力提升越顯著。工作記憶是不可或缺的生活能力，但當年齡漸增，身體逐漸老化，工作記憶也會隨之退化，因此老人在運作工作記憶作業時，反應時間會較長，正確率也會降低（Hedden & Gabrieli, 2004）。為了避免工作記憶退化過快，而造成生活上的不方便，王駿濠、蔡佳良（2011）研究顯示，有長時間運動的老年女性，在視覺空間工作記憶的表現，相較於沒有長時間運動的老年女性，有比較良好的表現，且反應的緩衝時間也較短，運動類型又以桌球運動能有效提高老年女性的視覺工作記憶表現。除了身體老化之外，也有研究指出，疾病也會造成工作記憶的能力退化。曾櫻枝、 13.

(24) 袁瑞昱、鄭綺（2012）研究說明，巴金森氏患者長期接受左多巴治療後，會併發不同程度的認知障礙。研究中的 20 位巴金森氏患者，有服用左多巴且符合以下三個條件：其一無身體平衡問題且無規律運動者；其二臨床失智評量表（clinical dementia ratind，CDR） ≦0.5；其三能獨立完成注意力與工作記憶的測試。經過為期 12 週，每週 3 次一個小時的跑步機運動訓練，最後所有受試者接受注意力與工作記憶的測驗。結果顯示 20 位受試者的工作記憶反應時間皆有縮短，正確率也提高，可見運動對於巴金森氏症的患者在工作記憶上有避免過快退化的效果。除了運動能減緩工作記憶退化，從事與音樂相關的活動也能得到相同的效果，例如：聆聽音樂、樂器演奏。Emery、Hsiao、Hil 與 Frid（2003）研究提及，33 位中年至老年的受試者，在運動時，配合聆聽韋瓦第（A. Vivaldi, 1678-1741）的《四季》（The four seasons, 1725）的樂曲，更能提升語文流暢度的工作記憶測驗的表現，此外也可配合音樂加上節奏律動訓練，來提升年長者在雙作業廣度測驗中的表現，同時也可順便改善年長者走路的步態；也可透過個別鋼琴課來提升大腦執行任務的功能以及工作記憶的表現（Bugos, Perlstein, McCrae, Brophy & Bedenbaugh, 2007；Maclean, Brown & Astell, 2013）。綜合以上，工作記憶與生活息息相關，不論是智力、創造力、學業或不同職業，都占有一席之地，也因為與人們的日常生活如此緊密，當工作記憶退化，或是工作記憶的容量不足時，會造成生活上的不便，而透過適時的運動輔以聆聽音樂，能增進工作記憶的表現。神經科學領域，近年利用腦電圖儀（electroencephalography, EEG）、正子放射掃描（positron emission tomography, PET）、功能性核磁共振腦造影（functional magnetic resonance imaging, fMRI）與事件關聯電位（even-related potential, ERP），來觀察工作記憶使用的腦區，以及增加工作記憶難度時，大腦運作的情形來做為研究方向（周育如、樂可天，2013）。不同的年齡，不同的工作記憶形式，腦區活動的位置也會不完全相同。唐惠君、柯天路、卓俊伶、洪聰敏（2008）研究學齡前的幼童，經過6個月的持續運動後，執行工作記憶的大腦情形。發現顳葉區的高頻α波（11~13Hz）及與其他腦區的網絡連結，是分辨工作記憶表現的關鍵，海馬體剛好位於顳葉區，主要功能為長期記憶的運作，因此，執行高難度工作記憶作業時，海馬體活動扮演重要角色，而運動可刺激海馬體活動，有助於連結神經元以完成工作記憶表現。不只是學齡前的幼童，大學生參與羽球訓練，可活化視覺空間的工作記憶表現，羽球表現越佳者，有較良好的早期知覺功能、空間位置 14.

(25) 的注意力以及感覺動作的訊息轉換能力，在腦區方面主要是活化頂葉皮質區（王駿濠、蔡佳良、涂國誠、曾鈺婷、蔡馨栴，2010）。 d'Esposito 等人（1998）透過 fMRI 的檢測中年人的 two-back memory test 提出，語言、圖像的工作記憶與空間的工作記憶，皆為前額葉，語言、圖像的工作記憶主要分布於左前額葉，空間的工作記憶為右前額葉，當題目複雜度高過受試者時，例如改成 three-back memory test 時，大腦頂葉皮質區（parietal cortex）及頂葉側邊運動前區（lateral premotor）也會開始運作，來補足前額葉的工作記憶能力。不同的腦區，彼此之間除了互補外，當工作記憶的腦區會因為反覆出現相同的刺激時，個體會使該腦區的神經元數量增多，或是分泌多巴胺，來激活其他的腦區，進而升級工作記憶能力，使大腦在面對工作記憶，能運作的更順利（周育如、樂可天，2013；曾櫻枝、袁瑞昱、鄭綺，2012； Yu、FitzGerald、Friston，2013）。持續使用工作記憶的腦區，大腦持續呈現激活的狀態，經過長時間是會讓人體感受到壓力的狀態。Hiroka 和 Ohira（2003）的研究，以 Stroop Color-Word test 做為壓力來源，為了確認 Stroop Color-Word test 能帶來壓力的實驗效果，於 Stroop Color-Word test 時，抽血檢驗正腎上腺素的壓力指數，與基礎線的正腎上腺素做差異比較，t 值達 2.602，達統計上的顯著水準（p < .05），可見工作記憶會增加心智活動的強度，而提升 β 能量值。工作記憶在我們平時生活時常用到，雖是一些簡易的工作，也會造成心智上的負擔，進而產生壓力。人類面對壓力時，腦下垂體會分泌荷爾蒙，刺激腎上腺素，幫助身體對外界採取應變措施（丁淑萍，2006；psychosomatic illness，1968；DiBona，2005），而當人類遭遇到，超過個體能負擔的狀態時，生理或心理上會感受到威脅，進而產生緊張不安的狀態，此種緊張狀態，會使人在情緒上產生不愉快或痛苦的感受，且此種狀態持續過久，會對人體產生不良影響。Hiroka 和 Ohira（2003）的研究中就有發現，於工作記憶後，檢驗2自然殺手細胞（natural killer cells，簡稱為 NK cells）數量，發現不做任何音樂介入的受試者，自然殺手細胞數量會隨著時間的流逝，而慢慢減少。換言之，人體的免疫力會降低，因此適時的輔助放鬆是必要的。. 2. natural killer cells 為淋巴前驅細胞的其中一種不具有免疫記憶的淋巴細胞，為免疫系統的防禦功能最前線。正常的細胞會顯示一個「訊號」，來告知自然殺手細胞。當自然殺手細胞遇到一個不會顯示「訊號」的壞細胞時，自然殺手細胞會對目標細胞發出一種致命的化學成分以穿透細胞壁，讓液體流出或流入，讓目標細胞破裂或死亡。 15.

(26) 綜合上述，我們除了能理解工作記憶與生活密不可分，也瞭解增強工作記憶的重要性，也更進一步發現大腦經由長時間執行工作記憶時，對人體會造成的負擔，因此透過聆聽音樂來達到放鬆效果是對人體有益處的。. 16.

(27) 第二節. 音樂、心理、生理之相關研究. 本節以「音樂與心理的理論與研究」、「音樂與生理的理論與研究」及「音樂與放鬆的效果與研究」，分別探討音樂與人類的身心靈的相關性與研究結果。壹、音樂與心理的理論與研究自古以來，音樂就與人類的生活息息相關，也占有相當重要的地位，考古學家在古物遺跡中，已發現許多粗糙的打擊樂器，代表人類與音樂的長久關係。原始時代音樂除了被用來傳達信息外，人類透過音樂與神明溝通，甚至將音樂作為治療疾病的工具，在許多的原始部落中發現巫醫利用打鼓、唱歌及舞蹈的方式來為病患驅魔。古代中國也利用音樂來調劑生活，巴洛克時期更有許多醫生利用音樂來治療憂鬱和焦慮的症狀，當時的醫師 Dr. Burton 更在書中記載音樂的治癒能力。古希臘哲學家亞里斯多德認為音樂具有休閒娛樂、陶冶性情、啟發靈魂的作用，他的「淨化論」（catharsis）便是肯定了音樂的療效（林威志、邱安煒、徐建業、邱泓文，2005；李維靈、張利中、郭世和，2004、 2006）。音樂的本質是傳達人類心靈深處的情感，遠自希臘哲學家柏拉圖即認為音樂具有陶冶心靈的功能，於《共和國》裡提到：音樂是一種道德律，它使宇宙有了魂魄，心靈有了翅膀，想像得以飛翔，使憂傷與歡樂有如醉如痴的力量，使一切事物有了生命；它是秩序的本質，引向成為真、善、美的一切；其弟子亞里斯多德更提出節奏與曲調是性格的複製，可使人生氣或溫柔，鼓勵或節制，且具有淨化情緒與昇華情感的作用（方銘健， 1997）。亦即音樂能夠喚起強烈的情緒經驗（emotional experiences），在聆賞中構成每個人獨特的音樂經驗，影響其腦部（brain）、身體（body）與情感（feeling）的發展（引自黃靜芳、吳舜文，2007，55 頁）。儘管音樂與情緒間具有密不可分的關係，但音樂如何產出情緒卻是一個抽象且複雜的歷程，大部分人都認同音樂可以產出情緒，卻不瞭解音樂如何產出情緒，也不清楚產出的歷程為何（黃靜芳，2011）。情感本身有多重之定義，情緒（emotion）為其中與情意（affective）層面相關的心理歷程（Radocy & Boyle, 2003），是由於受到刺激，所產生的身心激動狀態，包括複雜的情感性反應和生理的變化（張春興，1989）。Livingstone 嘗試藉由創作者、表演者與聆賞者三個音樂角色的歷程，提出「音樂情緒生活週期」，其認為音樂情緒包含三種形式，分別為：表達情緒（express emotion）、喚起情緒（induces emotion）與知覺情緒 17.

(28) （perceives emotion）（引自黃靜芳、吳舜文，2007），當人遇到壓力時，內心已經產生一種情緒，而在此希望藉由音樂來喚起另外一種能情緒，而達到抒解壓力之成效。音樂產出情緒的影響因素， Gabrielsson （ 2005）曾進行音樂強烈經驗（ strong experiences of music）的研究，透過內容分析將產生音樂情緒的因素歸納成三大項，分別為音樂因素（musical factors）、個人因素（personal factors）與情境因素（situation factors），其中音樂因素包含音樂風格與音樂要素，音樂風格如：搖滾、古典等，音樂要素如音量、力度、調性、速度、音色；個人因素除了性別、年齡、教育、專業等，還包括生理狀況、認知因素、情緒狀況、人格相關變項；情境因素則包括物理因素、社會因素、特殊場合（環境、演奏條件）；Gabrielsson 認為三者具有交互作用的影響效果（黃靜芳，2011）。本研究希望探討聆聽音樂於工作記憶情境後的差異性，所以只有聆聽者與音樂，並不考慮演奏者，此外在環境變項上，並無多餘的人力去布置不同的情境以供受測者測試，所以將排除情境因素的干擾。人們的心理層面是錯綜複雜的，不論樂曲所引起的是愉悅或是不愉悅，開心或是痛苦的情緒，音樂對於情緒的中樞所產生的影響是共通的（陳美如譯，2004）。音樂本身除了會引出人們內心的情緒之外，對於音樂本身，人們會有既定的印象與偏好。「音樂偏好」廣義來說是指個人對特定類別的音樂與音樂活動所抱持的態度，「態度」包涵認知、情感和行為三個向度；「認知」是指對於音樂有特定的認識與信念，「情感」是指對於某些特定類別音樂的喜好情形，「行為」是指會經常接觸或是有意願接觸某些類別的音樂（李維靈、郭世和、張利中，2004）。國內外的音樂教育者及心理學者有許多音樂偏好的相關研究，音樂治療活動有時候也會依據研究對象偏好來挑選治療用的曲目（李維靈、郭世和、張利中，2004；莊佩旻，2005；鄭心怡，2007）。 Updike（1990）的研究中，發現音樂聆聽，對於焦慮指標（如:收縮壓、舒張壓）、壓力與疼痛有明顯下降，焦慮、的影響。Mitchell、Macdonald、Knussen、與 Serpell（2007）研究中，想瞭解音樂在減緩慢性（長期）疼痛是否有效，尤其患者在聆聽自己喜愛的音樂時，是否能因為聆聽自己喜愛的音樂，心理上的分散注意力，而減輕疼痛的感覺及疼痛帶來的負面情緒，結果顯示，當音樂對填問卷者越重要時，減輕疼痛的感覺效果越好，年紀越大，在生活中聆聽越久的音樂，也能提高生活品質，甚至可以免除藥物治療來降低疼痛。Davis 和 Thaut（1989）研究發現，當受試者聆聽自己的喜歡音樂時，不論是什麼音樂類型，只要是受試者喜歡的，皆能引起末稍血管的擴張和降低肌肉的緊張程度（鄭心怡，2007）。音樂具有表達，溝通之功能，亦能抒發個人情感，尤其起伏較小的 18.

(29) 樂曲，能讓人產生安定、舒適的感覺，舒緩緊張的情緒，且能提高對於痛覺的忍耐力（洪慧容、王璟璇，1999；Hiroka & Ohira, 2003）。貳、音樂與生理的理論與研究音樂的生理作用有多種說法，Altshuler 於 1954 年提出視丘理論（陳美如譯，2004）。視丘理論是指音樂是透過聽覺神經傳送至大腦後，可透過大腦邊緣系統（limbic system）的反應來調節下視丘（hypothalamus），同時也可透過網狀結構（reticular structure）來提高或降低中樞神經系統的活動，使人體產生不同反應，主要可包含心跳、呼吸、肌肉協調與內分泌變化（圖 2-4）。聆聽音樂時，影響大腦邊緣系統及下視丘系統後，會進而影響神經內分泌系統及交感神經系統。神經內分泌系統會影響腎上腺皮質激素（ACTH）、皮質醇（cortisol）及正腎上腺素（norepinephrine）；交感神經系統會對血壓、心跳、呼吸速率與體溫產生影響（鄭心怡，2007）。. 下視丘 hypothalamus. 神經內分泌系統 Neuroendocrine system. 腎上腺皮質激素 ACTH. 交感神經系統 Sympathetic nervous system. 正腎上腺素 norepinephrine. 血壓心跳呼吸速率體溫. blood pressure heart rate respiratory rate Body temperature. 皮質醇 cortisol 圖 2-4 內分泌與交感神經系統作用機制資料來源：參考鄭心怡（2007）。臺南地區老年人音樂偏好與聆聽音樂之生理反應。（未出版之碩士論文）。國立臺南大學，臺南市，36 頁。. 19.

(30) 聆聽音樂時，平常人喜歡的速度為一拍等於 70 至 100，或是心跳的 1.5 或 2 倍速度（鄭心怡，2007）。如果樂曲速度較快，會加速心跳，在運動中，反而會降低運動品質，因為心跳加速，會提高耗氧量，降低血液中血氧濃度，會加速肌肉的疲勞；相反的，樂曲速度較緩慢，心跳會減緩，能提升運動的效果，與延長運動練習的時間。此外，音樂也會影響呼吸速率，當樂曲速度較緩慢，呼吸速率會變慢且呼吸變深，這可安定、控制情緒，引發更深層的思考，相對來說，速度較快的音樂，會使呼吸速率加速，導致思考渙散，容易讓人犯錯或發生意外（林珍如、夏荷立譯，1999；鄭心怡，2007）。十九世紀及二十世紀初，美國醫學界開啟音樂治療的大門，大量被運用是在二次世界大戰（1940 年代中後期），當時音樂主要是治療二次大戰帶給士兵們的戰鬥疲乏（林珍如、夏荷立譯，1999）。現代科學研究證實，人的腦電波運動、心臟搏動以及身體神經活動都有一定的節奏。當一定頻率的音樂節奏與人體內部各器官的震動節奏相一致時，即能使身體產生共振，也就是共乘原理（entrainment），身體、心靈與音樂步調一致，讓精神感到舒暢。臨床實驗證明，音樂對某些疾病的患者的確有療效（何志培，2003；林珍如、夏荷立譯，1999）。除此之外，聆聽愉悅的音樂，會增加腦內啡的濃度。腦內啡是腦內自然生成的止痛劑，可減輕痛苦感。加州史丹福大學藥癮研究中心的科學家 Goldstein 發現，音樂中的豐富情感與喜悅，能讓腦下垂體分泌腦內啡，以及讓腦部自主控制中心與邊緣系統產生電流活動，讓人心情感到愉悅（林珍如、夏荷立譯，1999）。基於音樂對生理的正面影響，現今最常用於復健、醫療手術降低焦慮與壓力、昏迷指數過高的病患、增強免疫力與心理治療團體降低壓力。江漢聲（2007）提出，對於帕金森氏症，醫療團隊建議老年人最好能學一樣樂器，或進行每天固定時間玩音樂計畫，例如：帕金森氏症的患者，每天用手指撥琴弦，降低了無法克制的顫抖之情況。1991 年3Sacks 在醫院中，證實一名帕金森氏症的女患者，大部分的時間都毫無反應，腦電圖也呈現昏睡的靜止狀態，但是，當她做到鋼琴前演奏時，帕金森氏症的症狀完全消失，如同正常人一般，甚至，只要在她耳邊告訴他蕭邦樂曲編號，讓她進行音樂想像，她的表情與身體動作，就馬上變成正常人的活動力。音樂能影響心跳、血壓、呼吸、肌肉協調與內分泌變化，對於在手術臺上的病患而言，音樂除了可轉移手術時帶來心理上的恐懼感，也可緩和生理上因為心理的恐懼所帶. 3. Sacks, O. 是美國 Beth Abraham 醫院的音樂與神經功能研究所創辦人之一，為《睡人》的作者。 20.

(31) 來的不良反應，例如：血壓過高、心跳過快等，以減少手術風險，特別只有局部麻醉或呼吸治療後要拔管的病患，有良好的效果（Masahira, Shinobu & Jun , 2007）。參、音樂與放鬆的效果與研究列寧在某一次聆聽貝多芬的鋼琴奏鳴曲後，對屬下說：「我不能太常聽音樂，聆聽音樂會讓我想說些溫和的話，甚至想拍拍人民的頭。」對於要面對龐大壓力的政治領袖、法庭律師、外科醫師等，更能直接感受音樂帶來的平靜、放鬆的感受（林珍如、夏荷立譯，1999）。當壓力出現時，人的生理與心理會同時都出現反應。在先前的研究，音樂與壓力的關係，主要測量有壓力時，皮質醇的釋放量，例如：胃鏡檢查、外科手術，當患者有聆聽音樂時，皮質醇濃度都會下降（鄭心怡，2007）。但是並不是聆聽音樂都可造成皮質醇濃度下降，在 Brownley 實驗中，讓受過跑步訓練與無受過跑步訓練的受試者，經過劇烈運動後，聆聽各類型的音樂，而無受過跑步訓練的受試者，聆聽速度較快的音樂後，皮質醇濃度是上升的。除了皮質醇之外，聆聽音樂時，還可促進泌乳激素和生長激素的分泌。正向音樂最快有反應者為內分泌。通常在考慮快樂的音樂與壓力之間的關聯性時，需考慮音樂播放的長度，情緒向度及周圍環境因素，但需考慮有時不是因為音樂所引發壓力下降，而是音樂分散了壓力帶來的痛苦，進而產生放鬆的感覺。 Masahira、Shinobu 與 Jun（2007）在文章裡提及，負面緊張壓力：會造成挫折、矛盾(衝突)、壓力，以上會造成人體自我平衡被破壞，這與腎上腺素的釋放有關，會增加血糖、血壓、心跳加速、減少唾液分泌等。美妙的音樂能分散負向的緊張壓力，令人放鬆的音樂也能降低血壓與心跳速度；甚至在手術檯上撥放音樂，也能使病人的膚電傳導還有血壓受影響的程度降低。與其他感覺器官不同，在麻醉後，聽覺纖維組織，還是能繼續運作的，因此，在手術臺上的，撥放音樂，就算是全身麻醉的病患，也能藉由聆聽音樂再降低手術的焦慮感（林珍如、夏荷立譯，1999）。 Weinberger（1997）整理近五年聆聽音樂影響之荷爾蒙反應；其中一項研究顯示聆聽霍爾斯特的行星組曲的金星與木星，會因為主修不同而照成不同的結果，音樂科系主修者，會因為自己內心仔細分析樂曲而被拘束，因此造成皮質醇上升，由此可發現音樂和壓力荷爾蒙之間，並不是因為音樂的形態所造成改變，而是和個體心智及認知的活動有關；但其他研究顯示，不論在外科手術還是運動選手或普通人的研究顯示，音樂還是有足以獨立影響荷爾蒙製造之效果（引自鄭心怡，2007）。於 Hiroka 和 Ohira（2003）. 21.

(32) 的研究的確有提到，在接受工作記憶後，聆聽音樂是能獨力改變人體的免疫細胞的數量與降低壓力荷爾蒙的濃度。不同於許多研究提出，受試者聆聽自己喜愛的音樂可達良好的放鬆效果，Pelletier （2004）針對 22 篇期刊做後設分析研究，發現當音樂與其他放鬆技巧一起使用時，受試者自選的曲目反而容易造成分心，除非讓受試者反覆聆聽其喜歡的音樂片段，才能提升減輕壓力之效果（引自鄭心怡，2007，43 頁）。音樂來降低壓力指數，並不局限於有思考、辨別能力的成年人，佛羅里達州的塔拉哈西地區紀念醫療中心，對 52 名早產兒和體重過輕初生兒的研究中發現，每天播放 60 分鐘的搖籃曲和兒歌，平均可減少嬰兒住院時間約五天，處方用藥也減少，壓力指數也減低（林珍如、夏荷立譯，1999）。音樂本身能分散壓力帶來的痛苦，讓人放鬆，另外一項，聆聽音樂能減輕壓力的原因為，聽覺神經經由自主神經系統與內耳相連，也和全身肌肉相連，因此，悅耳的音樂能影響肌肉的放鬆程度。1980 年代，挪威的教育家史凱爾運用音樂治療來幫助身心障礙的孩子，他發明 musical bath（音樂澡），此治療方式是讓身心障礙的孩子沐浴在他所挑選的音樂中，以減少孩子們的肌肉緊張，幫助孩子們放鬆（林珍如、夏荷立譯，1999）。從音樂本身來說，並不是每一種音樂都能減緩壓力，許育銓等人（2010）指出，重音樂（Heavy music）包含搖滾樂、重金屬音樂與饒舌音樂，這類音樂通常以吉他、貝斯與鼓為主，音量較大且快速的旋律，甚至歌詞中有些帶有反社會、暴力的內容。喜愛聆聽重音樂的人多半會出現生氣或焦慮等情緒的問題。由上述可知，速度較慢的音樂在心理上帶來平靜、放鬆，分散不適的情緒；在生理上可放鬆肌肉、讓壓力荷爾蒙下降、減緩呼吸與心跳的速率。壓力的產生，是同時包含心理與生理層面，音樂能緩解生理與心理上的不適，因此可帶來良好的放鬆效果。. 22.

(33) 第三節. 腦波與音樂的相關研究. 本節共分成兩部分，第一個部份，「大腦研究」將探討腦科學的研究發展史、腦波的發現，以及腦研究之方法與測量；第二個部份「腦波與音樂之相關研究」，將瞭解目前與腦波相關的研究類型。壹、大腦研究大腦研究中，將分別論述「腦科學研究發展史」、「腦波的發現」及「腦研究之方法與測量」。過去十餘年之間，大腦造影（brain imaging）技術發生了突破性的進展，科學家得以觀測到人類在執行特定的心智任務時，大腦各個區域的活化情形，因此，以往被認為「鎖在黑箱子裡」的音樂訊息處理，如今已經由許多大腦造影實驗逐漸揭開其中的奧秘。一、腦科學研究發展史（一）四大古文明古文明以前人類最初的醫療，與動物大致相同，依照本能而為之，包含撫摸傷處、食用藥草，有效的方法就留存，無效方法就捨去。而後人類開始相信惡魔、神明等超自然的力量，因此出現了巫醫、薩滿或魔法師。隨者文明的萌芽，醫學才得以跟著發展。四大古文明：埃及、美索不達米亞、印度與中國在醫學上，皆有不同的發展（賴敏裕譯，2010），與腦科學相關的包含埃及與美索不達米亞文明。最早的腦功能定位見於 1862 年 Edwin Smith 的埃及外科紙莎草紙（papyrus）抄本，根據內文，腦科學的研究大約公元前 2500 年至 3000 年間就已經存在。這本紙莎草紙抄本裡共有 48 例觀察報告，詳細描述身體不同部位的病變，當中有 8 例為腦部相關外傷等，就內文來看，大多為戰爭所導致的傷害，以此推論這可能是透過研究戰爭所造成的腦部傷害與行為變異關係的最早記載，而此類型也是 20 世紀初期常見的研究方法。轉至另一個古文明發源地－巴比倫，以用楔形文字在黏土板上記載醫學內容（賴敏裕譯，2010），但由於粘土書版易碎，目前收藏在費城大學博物館的黏土板還能勉強辨認出內容（詹克明譯，1987）。其他地區，例如：歐洲（義大利、法國、奧地利、德國、荷蘭、英國）、非洲（阿爾及利亞、羅德利亞）、南美洲（秘魯、波利維亞、哥倫比亞）、北美洲與南太 23.

(34) 平洋的島嶼上，皆可發現許多史前的鈷孔顱骨可證實，對於大腦受傷，從史前時期就有相似於現今外科手術的方式來治癒，但是，古代各種不同民族中，皆缺乏文字記載，因此並無語言記錄留存（詹克明譯，1987）。（二）古希臘人類歷史上對於腦的好奇心。可追溯於古希臘時代，西元前四百年左右，現代醫學始祖，Hippocrates（B.C. 460~377）將醫學從古希臘盛行的思辨哲學中解放出來。當時，Hippocrates 學派的醫生已經知曉癲癇是因為腦部受傷而引起。但是，實際上這個學派只有解剖過動物的頭顱，因為當時的希臘人厭惡人體解剖，但對於腦的解說在希波克拉底的文章中，卻針對癲癇病人有詳細說明，並提及當一側大腦半球受傷，身體另一側會產生痙攣或抽蓄，也提醒不要在顱骨顳葉的傷口做盲目穿刺，以免發生對側身體麻痺（詹克明譯，1987）。Hippocrates 過世後，希臘的醫學存在的各種派系，西元 2 世紀，Galenus（129~199）認為由感覺器官出來的神經是傳到腦部，在當時 Galenus 為了證實此一論點，而對腦部進行壓迫，並發現壓迫腦不會造成人體運動停止而死亡（陳成福譯，1990）。由於當時的羅馬律法禁止人體解剖，因此 Galenus 主要對動物進行解剖，在人體解剖上，只有從受傷的戰士的傷口中觀看內部的臟器，對於動物的所有實驗，皆為了完成他獨門的「精氣論」，其醫學觀與後來的基督教的世界觀不謀而合（賴敏裕譯，2010）。（三）中世紀中古世紀的歐洲，為教會所控制，在教會的庇護下，Galenus 的「精氣論」學說獨霸歐洲醫學界，天主教徒完全抹殺 Galenus 之外的醫學，因此，歐洲的醫師將希臘與羅馬的醫學從拜占庭帶到東方的阿拉伯（賴敏裕譯，2010）。（四）文藝復興當時，官方已經頒布：精神的活動，實質上是由腦部所掌管。1300 年，Reisch, （1467-1525）出版：《睿智的珍珠》（Margarita Philosophica，1504），以圖示描繪出不同腦區，掌管不同事務，例如：感覺、想像、幻想由前腦所掌管（相當於今日所說的左右側腦室）。然而以上皆為透過人類想像。大腦實際的樣貌，需要等到 Da Vinci（1452-1519）於 1490 年左右畫出腦部的解剖圖才讓人得以關其全貌。1506 年左右 Da Vinci 對公牛大腦進行解剖，將融解過的臘注入腦室中，在臘凝固後，去除腦組織，而做出腦室的模型（陳成福譯，1990），此時，大腦的具體樣子才完整呈現。 24.

(35) 在教會的壓抑底下，醫學教育都困於 Galenus 的學說內，停滯不前，再加上天主教禁止人體解剖，直到十三世紀才允許以學問或研究為目的的人體解剖。醫學發展的轉機，文藝復興的解剖學者 Vesalius, A.(1514~1564)的人體解剖學書出現， Vesalius 年僅 23 歲，就當上帕多瓦大學的外科學與解剖學教授，在當時，當局為了配合他，還調整死刑犯的處刑日期，因此，Vesalius 有非常多的機會可以觀察人體內部的機會，也發現 Galenus 根本沒做過人體解剖。由於在大學任教，他瞭解視覺可加深印象，特別請專業的畫家、雕刻師等將詳細的解剖圖解重現於木板畫上，1543 年人體構造論（Fabrica）七卷問世（賴敏裕譯，2010）。（五）工業革命後 18 世紀末葉，各個腦科學主要分為兩個學說。其一為主張「功能定域化論」者（localizationist），該學說認為不同的腦區，會負責不同的功能（楊玉齡譯，2012）。其中代表學者為維也納的醫生 Gall（1758~1832），他以顱相術著名，認為人類的性格是根據腦的形狀所掌控，當某一種能力增強，支配該區的腦就會增大，附蓋於上方的腦蓋骨也會因此隆起，在當時 Gall 將腦的功能，劃分出 41 區，而有趣的是，語言功能被劃分於前額葉，與現在的腦科學認知的布洛卡區（Broca）完全符合（陳成福譯，1990；詹克明譯，1987；楊玉齡譯，2012）。相對學說則為「多工分散論」者（distributionist），該學說認為大腦需視為同一群體，透過神經網路、腦皮質，將彼此聯繫（楊玉齡譯，2012）。其中代表學者為巴黎的生理學家 Flourens（1794-1867），他用不人道的方式破壞動物各部位的實驗結果，主張大腦皮質的各部份機能等值，而所有的活動皆由大腦皮質全體做用所產生，但 Flourens 主要觀察的動物為鳥類，而鳥類的大腦皮質並不如人類，因此在當時有受到質疑（郭俊顯譯，2004；陳成福譯，1990；詹克明譯，1987）。（六）Broca 區的發現 Bouillaud（1796-1881）從觀察腦炎的患者得出，語言與前額葉有相關，並公開支持 Gall 腦部分區說。1861 年法國生理學家 Broca（1824-1880）提出一份觀察報告，發現左前額葉受損的病患，嚴重者會喪失語言能力以及右半身癱瘓。布洛卡區掌管語言，與人類生活息息相關，因此，在 19 世紀，局部論能獲得較多的支持者（陳成福譯，1990；郭俊顯譯，2004；詹克明譯，1987；楊玉齡譯，2012）。直至 19 世紀末，英國神經科醫生 Hughlings-Jackson（1835-1911）提出大腦功能階層論，他認為語言，屬於複雜的行為，需由高層腦區單一作用，如：Broca 區， 25.