音樂環境對動物影響的研究

朱毅

[摘 要]動物生長環境、養殖技術、實驗動物等研究方向中，都對音樂環境的改變進行了針對性的研究，能夠發現不同音樂環境對于動物的影響效果并不完全相同。本文梳理相關文獻，總結了動物感知音樂的生理機制，同時提出了音樂環境得以改善對于動物影響的研究方向，最后分析了部分音樂環境改善對于動物的影響機制，及相關的實驗案例。以便為相關研究提供理論參考與借鑒。

[關鍵詞]音樂環境;動物;影響機制

[中圖分類號]S852.21 [文獻標識碼]A

1 動物感知音樂的生理機制

1.1 音頻屬性刺激

從物理學角度分析，音樂由音頻構成，而音頻作為機械波被動物聽覺系統所接收，進而產生相應的音樂感知。而從心理學角度分析，音頻透過聽覺所產生的印象是對于音樂的理解和感受。當音頻在不同狀態下產生了波長、頻率、振幅等完全不同的音樂環境時，才會對動物產生刺激作用。振幅代表聲樂的強弱，是聲壓與聲強的比值，而通常可以采用分貝來代表這種音樂音量的強度。頻率則是以聲波中特定振動周期內所產生的次數作為單位赫茲，相對而言頻率越高則音樂的調性也會越高。

1.2 動物音頻接收范圍

人類能夠感受到的音頻聲波頻率取值在20Hz至20 000 Hz以內，而最敏感的范圍在1 000Hz至4 000 Hz，高于20 000 Hz的為超聲波，低于20 Hz的為次聲波。由于動物聽覺系統的音頻采集范圍并不完全相同，因此聽覺識別的音樂音頻范圍也存在一定差異。如大象或鴿子能夠聽到次聲波，而蝙蝠、大鼠、小鼠等則能夠采集到超聲波信號。相關研究表明，嚙齒類動物能夠采集到200至90 000 Hz范圍內的音頻，其對于超聲波的敏感度尤為突出，因此可以借助音頻判斷光線微弱下的空間環境。貓科動物的音頻接收范圍在60Hz至65 000 Hz之間，犬科動物的音頻接收范圍在15Hz至50 000 Hz之間，海豚的音頻接收范圍在150Hz至150 000 Hz之間，蝙蝠的音頻接收范圍則能夠達到1 000Hz至200 000 Hz之間，鴿子能夠采集到的音頻范圍在0.1Hz至120 000 Hz之間，因此超聲波與次聲波都可以被鴿子察覺到。動物生存環境中本身便存在多種音頻類型，其中雖然也包括無意義的噪聲，但是噪聲本身也可以從物理學與心理學兩重維度予以探究。從心理學角度分析，并不希望聽覺系統接收，刻意回避的聲音都可以界定為噪聲。因此，在心理學范疇，即便優美的音樂多么動聽，如果干擾到人類睡眠也可以將其視為噪聲。雖然對于動物而言尚無法從科學角度精準定位噪聲的取值范圍，但是動物實驗環境的國家標準將噪聲音頻界定為≦60 dB，而歐洲國家的相關研究表明當噪聲超過了85 dB之后會對動物產生一定的影響。

1.3 聽覺進化機制

在多數無脊椎動物中并未在漫長的進化過程中發展出聽覺器官，其音頻采集或對于音樂的敏感度是從體內感受器而產生的識別機制。諸如蟋蟀前腿能夠感受到音頻的振動，尾須則在聽毛的輔助下分辨音頻和聲波的刺激。中華稻蝗在其腹節兩側的半圓形鼓膜，是接收外部音頻信號的感知系統。蜘蛛則依靠觸毛，尤其是腿部聽毛的神經末梢來感知音頻強弱。魚類雖然并不具備外耳和中耳，但是聽覺器官由耳石控制，魚鰾和側線器官也參與 輔助內耳采集音頻的過程。因此，多數魚類聽覺系統的識別能力并不高，對于1000 Hz以下的低頻聲波便不會產生反應。兩棲類動物的中耳聽覺系統發展較為完善，但內耳卻較為原始，因此僅能夠對100 Hz至1 000 Hz的音頻產生較高的敏感度。而爬行類動物的內耳結構則較為發達，但蜥蜴內耳并不發達，僅能夠對幾百Hz的音頻產生反應。鳥類動物并不具備外耳結構，但是可以通過轉動頭頸部來采集外部聲源，雖然內耳僅有聽小骨，但發達的耳蝸指導了對于音頻的識別，因此與哺乳類動物的聽覺能力較為相似。在動物聽覺系統中耳廓所具備的音頻識別功能并不完全相同，由于不同動物耳廓方向、形狀、大小不同，其能夠完成的旋轉最大限度也會產生本質差異，因此對于音樂聲波信號的識別效果也會有所區別。在研究音樂環境對于動物所產生的影響機制時，勢必需要考量音樂音頻的強度、大小、覆蓋范圍等基礎參量，才能夠對不同動物的影響進行區分，從而明確音樂環境所產生的影響機制與因素。

2 音樂環境得以改善對于動物影響的研究方向

關愛和善待實驗動物，增強實驗動物的生存質量，保障實驗結果的精準度，是音樂環境所能夠提供的支持作用。基于音樂環境對于動物生理行為的客觀影響，以及映射人類行為、臨床治療、心理干預等多方面研究的表現，進一步研究音樂環境對于動物的影響機制，也是明確音樂潛在指標的重要方式。完全可能加強改善動物生存質量，以及生產力、存活率等等。諸如新疆肉乳用草食動物營養重點實驗室朱坤劉等對于《不同速度音樂對奶牛產奶量及血液生化指標的影響》研究，便通過改變音樂環境證實了音樂可以降低NEFA、BHBA、TG、TC含量，進而提升奶牛血清中的GLU含量，并支持產奶量的穩步提升，同時證明了中常速音樂環境所產生的刺激效果更為顯著。這樣的實驗結果對于奶牛產奶的生產活動規律進行了客觀總結，能夠更為系統地研究動物對于音樂環境的需求，從而為加強生產能力提供理論支持。因此，對于音樂環境改善動物影響的研究而言，也是對于現代化生產作業模式或養殖技術的理論支持，是當前極為重要的研究方向。

3 音樂環境對于動物影響機制的實驗嘗試

3.1 對大腦發育的刺激

相關研究以鼠類動物為實驗對象，通過音樂環境的轉化，證實了音樂環境對于提高動物記憶力和學習能力的刺激作用。針對胚胎期大鼠提供較為舒適的音樂環境，待大鼠出生之后，大鼠幼崽的海馬數量有所增加，是空間記憶力得到提升的表現。而對比實驗中改變音樂環境，以噪聲為刺激音頻則產生了完全相反的作用。當選擇《梁祝》小提琴協奏曲作為音樂環境的主要元素時，NMDA聽覺皮層的感受效果尤為強烈，受體亞單位NR2B蛋白的上升影響，增強了實驗動物的記憶能力。相關實驗證實中國古典樂曲中對于角調、羽調的呈現方式有助于刺激雄性小鼠的記憶能力，且角調優于羽調。因此，可以證實不同的音樂環境對于鼠類大腦發育的影響效果并不完全相同。相關研究在對比《致愛麗絲》及《D大調雙鋼琴奏鳴曲K.448》的音樂環境之后能夠發現，鼠類在《D大調雙鋼琴奏鳴曲K.448》的影響下，迷宮學習路徑的熟悉程度更為突出。而《梁祝》與《莫扎特D大調小提琴協奏曲》的對比中，《梁祝》刺激成年小鼠空間記憶力的作用更為明顯，而對于老年大鼠的刺激作用并未顯現。因此，同一種音樂類型對于生長階段動物，或品種不同的動物均產生了不同的影響效果。

3.2 對心血管系統的作用

四川大學華西基礎醫學與法醫學院機能學實驗室孫嘉綠等，在《音樂療法對慢性應激性高血壓大鼠的預防作用初探》中針對24只雄性SD大鼠進行了慢性應激+音樂組的對照實驗，應激性高血壓大鼠在音樂干預下慢性應激組大鼠收縮壓顯著改善，大鼠血清糖皮質激素含量明顯上升，能夠證實音樂療法對于動物心血管系統的刺激作用。相關研究以SHR高血壓大鼠為研究對象，在莫扎特音樂的刺激下大鼠收縮壓明顯先進，而多巴胺及血清鈣的上升也較為顯著。另一項實驗在正常成年大鼠的對比研究中發現，莫扎特《G小調第40交響曲》的刺激下，大鼠血壓并未出現顯著的下降。而在里蓋蒂《第二弦樂四重奏》的音樂環境下，大鼠血壓有所增高。同時在注射了腎上腺素后，大鼠對于音樂的反應更為強烈，心率下降改善效果更為突出，并能夠促進心肌缺血病癥的好轉。在雄性乳鼠出生24 h內以《G小調第40號交響曲》為音樂環境，其不良心血管事件的發生頻次大幅下降。基于此，可以證實不同的音樂環境，能夠對嚙齒類動物產生刺激作用，尤其在心血管系統的改善方面具有益處。

3.3 對免疫功能和應激水平的影響

在相關實驗分別為小鼠提供了進行曲音樂環境，以及小夜曲環境后，其對比實驗結果發現，小夜曲對于實驗小鼠腎上腺刺激并不較低，代表在此音樂環境下小鼠的應激水平有所下降。而在進行曲音樂環境下的小鼠腎上腺刺激較為突出，是應激水平有所增加的表現。相關研究對卡拉揚指揮的音樂進行了對比實驗，其音樂環境能夠刺激大鼠免疫抑制作用，從而減少大鼠腫瘤細胞的轉移活動。因此，對于鼠類所處音樂環境的設置，可以間接影響動物的應激水平并達到一定的干預效果。在相關研究對比了搖滾樂和抒情樂曲《春江花月夜》之后發現，對于小鼠免疫功能的影響并不相同。《春江花月夜》的音樂環境下能夠支持NK細胞活性，并產生對于非特異性細胞的抑制，進而增強動物自身的免疫能力。但是搖滾樂的實驗組并未達到同樣的刺激作用。基于此，可以明確音樂環境對于動物所產生的刺激作用和影響效果，可以直接或間接影響動物的應激水平，同時能夠產生較高的免疫功能刺激，但是需要明確并不相同的音樂環境也會產生不同的影響效果。

3.4 對情緒及動物行為的影響

在針對幼齡大鼠的實驗對比中發現，為實驗大鼠提供《梁祝》55—65 dB的音樂環境之后，實驗大鼠的常規活動頻次有所下降，且長期處于相對安靜的狀態下。當取消音樂環境后才恢復了原有的活動量，而同時對抓觸動作的逃避更為敏感。而創造《D大調雙鋼琴奏鳴曲》的音樂環境，則能夠顯著改善大鼠的疼痛感知和焦慮情緒，并達到與抗焦慮藥物相同的干預效果。在針對大鼠創造舒緩音樂環境之后，大鼠在《春江花月夜》或《梁祝》等音樂類型的刺激下，部分大鼠改善了焦慮狀態和抑郁情緒。雖然目前音樂環境改善實驗動物情緒的生理機制并不十分清晰，但相關研究已經證實，成年小鼠在緩慢音樂節奏的環境下，其21 d后下丘腦中所產生的腦源性神經營養因子有所增高。其中可以分辨出慢節奏音樂環境對于動物情緒的刺激效果。而腦內合成的蛋白質腦源性神經營養因子，對于促進神經元再生也是最為關鍵的因素。與噪聲環境下的對比研究中能夠發現，《高山流水》等音樂背景下，成年小鼠在迷宮實驗，以及曠場實驗中的焦慮程度并不相同。此時實驗動物的前額皮質、腦源性神經營養因子、杏仁核等生理水平顯著提升。是音樂環境改變后對于動物情緒及動物行為所產生的不同影響效果。

4 結語

綜上所述，目前相關研究對于音樂環境影響動物的本質并不十分清晰，但是在對大腦發育的刺激、對心血管系統的作用、對免疫功能和應激水平的影響，以及對情緒及動物行為的影響等方面的研究結論已經證實了音樂環境的影響效果。基于此，對于音樂環境改善動物臨床治療或行為影響的研究仍然需要深度開發，以便為提高生產性能、減少應激、促進生長發育等需求提供更為清晰的實踐路徑。

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