PNAS:为什么音乐能帮助我们从压力中“缓过来”?杜忆团队发现关键或在音乐张力
音乐被广泛用于支持从应激中恢复,然而驱动这种治疗效果的精确神经机制仍知之甚少。关键地,尚不清楚音乐是提供了独特的神经生物学益处,还是仅仅充当一种一般的、放松的听觉刺激。
2026年9月8日,中国科学院心理研究所杜忆独立通讯在
PNAS
在线发表题为
The structural dynamics of music drive acute stress recovery through functional reorganization of stress-regulation networks
的研究论文。
该研究证明音乐选择性地促进急性应激后的多系统恢复——增强积极情绪(PM)并加速自主神经稳定(皮肤电活动和心率)——显著优于主动的自然声音对照。
使用功能性MRI和动态因果建模,作者揭示了这种优势背后的网络架构。与自然声音相比,音乐驱动应激调节网络的独特重组,建立一条从听觉皮层到岛叶和丘脑的方向性因果通路。
在更快的时间尺度上,动态功能连接揭示这种网络重构受音乐结构的主动调控:感知音乐张力的逐时刻波动追踪从应激网络参与到神经下调的瞬时转变。此外,这些音乐特异性的连接变化与PM的改善直接相关。
总之,这些发现鉴定了一种时间演化机制,通过该机制,大脑对结构化音乐序列的处理充当动态调控驱动因素,重构神经架构以恢复心理和生理稳态。

慢性应激暴露是对全球公共卫生的普遍威胁,是焦虑、抑郁和睡眠障碍的主要催化剂。当环境需求超过感知的应对能力时,急性应激反应被触发,启动一系列生理和心理适应。这些适应由交感-肾上腺-髓质(SAM)和下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴的快速激活所介导,导致心率(HR)、血压和皮质醇分泌升高。
在中枢,这种反应由包括岛叶、丘脑、海马和海马旁回在内的分布式脑区网络所支配。应激反应分三个阶段展开:预期期、反应期和恢复期。虽然前两个阶段构成诱导期,其特征为未来导向的不确定性和威胁担忧,但恢复期对于恢复心理和生理稳态至关重要。鉴于长期适应负荷的累积代价,确定加速这种恢复的有效干预措施势在必行。
在非侵入性策略中,音乐已成为一种广泛可及且成本效益高的应激调节工具。音乐因其情绪调节效应而被充分记录。特别是放松音乐,已被证明可减少感知压力和焦虑、改善主观情绪,并减弱生理反应性,包括血压、心率变异性(HRV)、皮肤电导和皮质醇水平的变化。
然而,文献仍然根本上是混杂的,若干研究报告了无效甚至不良结局。这种不一致在很大程度上由关键方法学局限性驱动——其中最主要的是依赖被动休息或“沉默”作为基线对照。
当音乐与被动休息比较时,无法确定观察到的生理益处反映的是音乐特异性的神经加工,还是仅仅应激随时间的自然消散。为严格分离音乐的特定调节效应,需要主动听觉对照(如自然声音)。这提供了可比的感觉输入和一般放松,但关键地缺乏音乐固有的结构化、预测性动力学和情绪张力-解决循环。

图1.神经激活,参数调制和有效连接(摘自
PNAS
)
此外,虽然已确立音乐涉及情绪和奖赏相关脑区——包括杏仁核、伏隔核、海马、岛叶和眶额皮层——但桥接听觉加工与应激调节的特定神经通路在很大程度上仍未知。与一般环境声音不同,音乐作为动态时间结构展开,其特征为张力的建立和随后的解决。
这些结构波动作为审美参与和情感反应的中心驱动因素。然而,大脑对这些情绪动力学的解码如何与核心应激调节网络因果相互作用以促进恢复,尚未被系统绘制。
为解决这些行为学和神经生物学空白,作者进行了一项综合的、两部分的研究,以评估音乐在急性应激诱导和恢复两方面的效应。在实验1中,一项两阶段行为学研究,作者评估了聆听研究者选择的放松音乐(实验组,n=30)——与主动自然声音对照(水声,对照组,n=30)相比——是否减轻了应激诱导(实验1a)或加速了经过验证的心理社会应激源[蒙特利尔成像应激任务(MIST)]后的应激恢复(实验1b)。
评估自主神经反应的皮肤电活动(EDA)和HR、内分泌变化的唾液皮质醇,以及主观应激评估的情绪状态量表(POMS),作者发现音乐特异性促进多系统应激恢复,但未改变初始应激诱导阶段。
为阐明驱动这种恢复优势的神经架构,作者随后进行了一项高度受控的功能性MRI(fMRI)实验(音乐组,n=30;主动声音对照组,n=30),同时追踪主观情绪、自主神经测量(EDA、HR、HRV)和唾液皮质醇。
为桥接行为观察与神经生物学机制之间的差距,作者的分析框架有意从区域功能映射转向定向和动态网络相互作用的表征。超越单变量激活,作者首先利用参数调制来识别主动追踪感知音乐张力和愉悦逐时刻变化的脑区——特别是颞上回(STG)。
作者随后应用动态因果建模(DCM)来确定这些情绪追踪区域如何在恢复期因果调节应激调节网络。最后,动态功能连接(DFC)分析证明这些网络相互作用与张力主观体验实时波动。作者的结果揭示了一种时间演化的神经生理机制:音乐独特地重组从听觉皮层(STG)到岛叶和丘脑的有效连接,这些连接变化与积极情绪(PM)的改善相关。
关键地,作者证明感知音乐张力的逐时刻波动主动支配这些听觉-岛叶和岛叶-丘脑相互作用,确立音乐结构的解码作为神经生物学应激恢复的动态驱动因素。这种整合方法提供了对时间结构化声学序列如何转化为稳态生理缓解的系统级机制解释。
参考消息:https://doi.org/10.1073/pnas.2611584123
