聯覺:我的B大調是綠色-科學人雜誌
神經科學

聯覺:我的B大調是綠色

2013-04-01 龔淑仁、吳嫻
大腦面對各種感覺器官所接收到的訊息,分工、獨立處理可能只是特例,合作、交互作用才是常態。透過聯覺的研究,科學家將更能了解大腦的運作!

重點提要

  1. 聯覺者約佔一般成人人口的5%,要研究這類個案,往往必須採取更嚴格的標準、進行更長時間的追蹤,才可使結果有極高的效度和信度。
  2. 透過個案TD在聲音–顏色聯覺的研究,科學家發現,不僅僅是音高,樂譜的調性也有聯覺現象;而且,主觀意識可能也會影響聯覺。
  3. 針對聯覺的深入探討,已確立這種主觀感受也是大腦處理、整合不同感覺訊息的運作結果,有助於了解意識對於人腦形成統整一致感覺經驗的重要性。


你聽到音樂能看到畫面嗎?或許可以。大多數的人聽到「少女的祈禱」或者是「給愛麗絲」這兩首優美的音樂時,總會聯想到靜謐安逸的畫面;而在台灣的我們,腦中則可能閃現出垃圾車的畫面,以及倒垃圾的景象。音樂所引起的影像,大多反應了記憶中音樂與聽者在情感上或意識裡扮演的角色,或是反應音樂表達的情愫。然而對TD而言,音樂卻不止如此!聽見一首樂曲時,他會看見許多色塊在眼前跳動,這些色塊會隨著音符一一呈現在眼前。


有趣的是,TD所看到的色塊顏色會隨著音高有所改變:例如聽到「少女的祈禱」時,他會因為聽見Eb–Eb–D–D–C–C–Bb–Bb而看見黃–黃–藍–藍–灰–灰–草綠–草綠色色塊,一個接一個映入眼簾;當他聽到「給愛麗絲」開頭的旋律E–D#–E–D#–E–B–D–C–A,會看見黃–淡黃–黃–淡黃–黃–草綠–藍–灰–橘色色塊,隨著音符一一出現。更有趣的是,這些色塊的背景顏色,會隨著樂曲的調性有所改變:在TD聽到「少女的祈禱」時,Eb大調的曲調會讓色塊呈現在淡黃色的背景顏色上,而聽到「給愛麗絲」這首C大調的樂曲時,不同的色塊則是呈現在白色的背景之上。這些色彩繽紛的影像,在TD大約六歲剛開始學鋼琴的時候,就已經出現,而且從未停止。另外,TD不只是聽到聲音會看見顏色,就連看到樂譜,也會引起不同顏色的感覺,而且這些樂譜引起的顏色與聽到的曲子的調性一致。


一般人只會透過眼睛看見色彩、透過耳朵聽見聲音,TD被不同音高和曲調所引起的顏色知覺,異於平常人的經驗而顯得不可思議。神經科學家長久以來相信,人類大腦有不同的區域負責接收、處理不同感覺的訊號,實驗證據也顯示,不同腦區受損的腦傷病人展現出選擇性的知覺障礙,腦造影技術亦證實不同的感覺刺激會引發相對應腦區的神經活動。根據這些證據,研究者普遍認同:位於大腦後側的枕葉專司視覺訊號的分析,顳葉則主宰聽覺,位於大腦中央溝後側的感覺皮質區負責處理來自全身皮膚的觸、痛、壓、溫度等感覺,深埋在額葉深處的嗅球則決定味道的辨別。正如同耳朵只有聽到聲音的功能、無法覺知到色彩,科學家相信腦中負責處理來自雙耳訊息的聽覺皮質區,也只參與形成聽覺的生理活動,和其他的感覺經驗無關。


分工還是合作?


把人類大腦看成一把瑞士刀、不同的工具各有其功用的想法,在神經科學界盛行多時,但在一般人的日常生活中,不乏不同感覺訊息互相影響的經驗。有名的麥格克效應(McGurk effect)便顯示我們對語音的知覺,是結合來自聽覺和視覺的結果。另一個例子是我們看電影或觀賞家庭劇院的電視時,雖然音效來自螢幕兩側的喇叭,但視覺影像卻可以改變觀眾對於聲音出處的知覺,這和腹語術有異曲同工之妙。


不同感覺區域共同決定人類感覺經驗的現象,在最近數十年獲得深入探討,所累積的研究結果也讓科學家開始了解到:大腦面對各種感覺器官所接收到的訊息時,分工、獨立處理可能只是特例,合作、交互作用才是常態。舉例來說,1998年美國普林斯頓大學神經心理學家伯敏尼(Matthew Botvinick)的研究發現:當受試者看到一隻橡皮假手被實驗者用毛筆輕刷數下,如果受試者的手放在和橡皮假手類似但被遮蔽住的位置、同步被毛筆輕刷,受試者會融合視覺、手部皮膚的觸覺以及身體位置的體感覺,產生橡皮假手便是自己的手之錯覺。而這種錯覺和腦中數個負責多重感覺訊息之腦區的神經元活化有關。瑞典神經科學家爾松(Henrik Ehrsson)的研究團隊發現,這種錯覺也會發生在截肢病患的身上,可用來幫助患者將義肢視為自己身體的一部份。


TD被不同音高、調性所引發的顏色知覺,是否也和不同感覺訊息之間的交互作用有關?生理機制為何?事實上,像TD一樣會由聽覺刺激引發不同主觀顏色知覺的人不在少數,也有其他人會因視覺刺激而感覺到不同的味道,或是像TD一樣,因視覺刺激的某一種特徵(如樂譜上的音符)而引發另一種特徵的知覺(如不同的顏色)。科學家把這一類的經驗統稱為「聯覺」(synesthesia),擁有聯覺經驗的人口比例有多少,則是眾說紛紜。根據2006年英國一份不依賴自我報告、採用客觀抽樣方式的研究調查發現,擁有聯覺者大約佔一般成人人口的5%,其中以擁有一星期中的不同天會引發不同顏色知覺,和不同數字、字母會引發不同顏色知覺等聯覺的人數最多。


真的有聯覺嗎?


學界早期對於聯覺者所報告的經驗抱持著懷疑的態度,直到嚴謹的科學證據顯示這些主觀知覺的真實性和穩定性,才普遍接受此現象的存在。為了確定TD被不同音高和調性所引發的顏色知覺是科學界所探討的聯覺,筆者的研究室對TD進行了一連串的實驗。因為TD告訴我們他具有絕對音感,也就是在聽到某個音高時,他不需任何提示就能判斷其唱名或音名。


我們首先檢測TD的絕對音感,結果顯示:在不給予任何基準音的提示下,他能夠正確說出94.58%的音名。我們接著呈現72個不同的聲音給TD聽,其中包含12種不同音名(唱名),即 C (Do)、 C# (升Do)、D (Re)、 D#、 E (Mi)、 F (Fa)、 F#、 G (Sol)、 G#、 A (La)、 A#及B (Si),以及六個不同高低的音域,請TD說出每個音高的唱名或音名,並請他把每個音高在他腦中所產生的顏色,用繪圖軟體中的調色功能調製出來。


我們從TD聽到鋼琴音色的聲音所調製的顏色,看得出TD的顏色知覺隨著音高的音名或唱名而有所改變。例如:C為灰階、D及Db為藍色、F及F#為粉紅色、G及G#為土色、A及Ab為橘色。這些顏色的深淺會隨著聲音高度有所變化,大致而言,越低的音域顏色越深,越高的音域則顏色越淺。這些顏色變化並不限於熟悉的音色,當我們請TD對相同音高但不熟悉的音色(即純音)進行調色,也發現一致性的顏色對應現象。


為了確保這種聲音–顏色對應是穩定的現象,我們請TD在一年過後,對同樣的音高刺激再做一次調色,並且請10位同樣具有絕對音感、音樂學習經驗類似但沒有聯覺經驗的受試者,在間隔一個月的兩次測驗各做一次調色當作對照組。結果發現,TD間隔一年的重測所調出來的顏色差異,比10位對照組間隔一個月的顏色差異小很多。TD的聲音–顏色對應是穩定的聯覺,而且不會隨著時間而有所改變。


聯覺者的社會文化壓力


近幾年來,從事聯覺研究的歐美學者,開始在雜誌上登廣告,或是利用網路平台徵求志願受試者,希望能夠累積聯覺者基本資訊的資料庫。透過廣泛大量徵求受試者,聯覺研究開始出現個案報告以外,可量化、可進行統計檢定的實徵結果。


然而,目前亞洲的聯覺研究不僅數量有限,也還局限於個案報告的類型,這可能和歐美社會以及亞洲社會的民情不同有關。擁有聯覺經驗的人畢竟是少數,在強調個體獨立性的歐美社會中,不僅不被認為是偏差或缺陷,還往往和許多正面的個人特徵(例如創意、想像力)有關,研究結果也的確顯示:藝術家或從事藝術相關行業的人士中,擁有聯覺的比例較高。反觀重視團體一致性的亞洲社會,可能對聯覺者形成無形的壓力,讓他們不願意公開自己與眾不同的感覺經驗,深怕這是一種病態,或被貼上怪人的標籤。


其實從學術文獻可知,聯覺不僅不會干擾一般正常的生活作息,往往還為人帶來更豐富的感受性、創造力,也對記憶有幫助,許多歷史上的名人,例如作曲家李斯特、大文豪雨果、物理學家費曼,都提到自己特殊的聯覺經驗或被認為擁有聯覺。


不論是個案報告或是收集許多受試者資料的量化研究,科學家針對聯覺的深入探討,揭開了聯覺這個現象的神秘面紗,確立這種主觀感受是大腦處理、整合不同感覺訊息的運作結果。透過更多聯覺者的後續研究,將能更加釐清視覺、聽覺等不同感覺訊息在腦中融合、交互影響的機制。對於人類大腦如何解讀、分析環繞我們周圍的豐富訊息,以及主觀意識所扮演的角色,相信我們很快就能建立更完備的理論知識。


# 關鍵字:神經科學聯覺大腦
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