钢琴学习在认知老化过程中的作用研究

罗小平　任　杰

一、引言

认知老化(Cognition aging)是指老年人认知能力随增龄而下降的现象。认知老化虽然是不可避免的机体自然发展过程,但这个过程不是单调绝对的,而是多维复杂的,表现出明显的个体差异。国内外研究都表明,受教育程度、生活水平、生活习惯、疾病等都对认知老化进程有重要影响①②③④。认知能力被看作是检验老年人身心健康和生活质量的一个重要指标⑤,认知功能障碍是许多老年疾病,如老年性痴呆的主要临床表现之一⑥。随着越来越多的国家与地区迈入老年化社会,认知老化的研究不再满足于对认知老化机制的探讨、认知老化影响因素的分析,而是更为关注如何延缓认知老化的进程、对认知老化进行有效干预,从而提升老年人的生活质量和身心健康。

老年精神音乐学(Psychogeromusicology)是音乐心理学与老年心理学融合的交叉学科,是21世纪初发展起来的新兴学科,主要探讨音乐活动与老年人心理发展的关系。国外神经成像(Neuroimaging)研究证明⑦ ,当人们演奏、聆听或想象音乐时,脑的许多区域都有复杂、广泛的活动,音乐训练与人脑的构造变化有相关的联系。行为学的研究也证明⑧,老年人音乐基本能力的各因素(听力、歌唱能力、运动技巧、记忆力、节奏感)随年龄增长而衰退,但老年音乐家的音乐能力保持较好,一些参加业余合唱团与学习钢琴的老年人能力也可持续至高龄。Halpern & Bartlett⑨认为不能简单地对老年人音乐认知技巧是否衰退下结论。日本心理学学者Toshio Iritani⑩以自己61岁开始学习钢琴,用五年时间达到演奏贝多芬《热情奏鸣曲》的水平为例,证实了老年人具有学习钢琴的能力,说明音乐演奏活动及音乐经验对成年人甚至老年人的脑重塑有一定作用。

当前关于音乐学习对老年人音乐认知技能以外的一般能力的迁移作用的研究非常有限,国内更是没有这方面的研究。本研究采用认知行为研究的方法,了解钢琴学习对老年人加工速度和工作记忆容量的影响,为探索音乐在认知老化过程中的作用提供证据。

二、研究方法

(一)对象

选取广州市老年干部大学钢琴班学习时间两年及以上、非钢琴班学员和员村某社区老人共85人,所有老年人行动能力正常,精神正常,无重大疾病。剔除无效数据及未完成全部实验的被试后剩余75人,其中男性24人,女性51人;年龄跨度55—75岁,三组老人的平均年龄无显著差异(F(2,73)=0.191,p>0.05)。

(二)实验内容

1.认知加工速度实验

分别以几何图形和乐音为实验材料。5个几何图形来自Microsoft Office Word 中绘图工具内的图例,做成192×192像素的图片。5个乐音是由专业人士提供的由3个音符构成的长度约为1500毫秒的铜管音。

视觉刺激呈现程序为:先呈现蓝色方框框着的靶刺激,被试按键后出现注视点“+”,停留1500毫秒后依次呈现5个探测刺激,每个呈现1000毫秒,当与靶刺激相同的探测刺激出现时,由被试按键判断。从靶刺激到5个探测刺激呈现完毕,构成一次试验听觉刺激呈现程序基本同上,只是在靶刺激呈现前以一个1000ms的“嘀嘀”音作为线索,靶刺激之后呈现250毫秒的白噪音代替注视点,探测刺激呈现时间为2500毫秒。考虑到老年人易疲劳,视觉和听觉正式实验各20次。

2.工作记忆容量实验

材料类型及来源同加工速度实验。几何图形和铜管音各30个,分别采用随机程序配成相同或不同的刺激对各190对。视觉刺激对左右放置同时呈现5000毫秒,听觉刺激对先后呈现,每个声音刺激在4000毫秒内呈现完毕。

工作记忆容量的测试从“2”开始,每个容量测两次,如果两次报告都正确,就进入下一容量的测量,如果两次都错误,就以上一轮容量为该被试的成绩;如果两次测量中有一次正确也可进入下一轮测验,但如果连续两轮都有错误就以前一轮的容量为该被试的成绩。由主试根据核对表核查正误,根据规则判断并记录下来。

实验程序由心理学实验编程软件E-Prime1.0编写。加工速度的靶刺激和探测刺激都由程序随机选择呈现,并自动记录正确反应和反应时。实验中被试先进行练习,完全了解实验任务后进行正式实验,实验顺序在材料与类型上进行平衡以减少顺序与疲劳误差。

(三)数据分析

所有数据用E-Prime1.0和SPSS12.0进行统计分析。

三、结果分析

(一)认知加工速度实验结果分析

1.年龄与认知加工速度的关系

将被试在图片材料和声音材料上测得的加工速度分别记作VPS和APS,年龄与各加工速度的相关分析结果表明,年龄与VPS和APS的相关都不显著(r1=-0.018,r2=0.109,p>0.05),VPS与APS显著正相关(r=0.425,p<0.01)。按被试类别进行的分组相关分析可得到相同的结论。

2.认知加工速度的差异分析

由于年龄与加工速度的相关不显著,分别以视、听觉实验的错误率为协变量进行协方差分析,不同被试组的VPS差异不显著,APS差异显著,两个协变量的效应显著。进一步的分析表明,老年大学非钢琴专业组的APS显著慢于老年大学钢琴专业组与非老年大学组,后两者无显著差异;非老年大学组的两种错误率都显著高于两个老年大学组,后两者无显著差异(见表1)。

(二)工作记忆容量实验结果分析

1.年龄、加工速度与工作记忆容量的关系

将被试的视觉和听觉材料工作记忆容量分别记作VWMC和AWMC,对年龄、加工速度及工作记忆容量进行总体相关分析和按被试类型分组相关分析,结果年龄与VWMC和AWMC相关不显著(r1=-0.085,r2=0.1139,p>0.05),VWMC与AWMC相关非常显著(r=0.749,p<0.01),钢琴学习组老人的VPS与VWMC和AWMC显著负相关(r1=-0.529,平r2=0.34,p<0.05)。

2.工作记忆容量的差异分析

由于年龄与工作记忆容量的相关不显著,分别对VWMC与AWMC进行单因素方差分析,不同被试组的VWMC与AWMC差异都非常显著(见表2),进一步的事后检验表明,老年大学两个被试组的VWMC和AWMC都显著高于非老年大学组,老年大学钢琴专业组的AWMC显著高于非钢琴专业组,二者的VWMC差异不显著。

四、讨论

(一)年龄与认知老化的关系

在本研究中,年龄与认知能力的各项指标无显著相关,这与其他认知老化的相关研究结论不太一致①②。考虑到我们挑选的是年龄在55—75岁之间的老人,年龄跨度不够大(在那些年龄效应显著的研究中,年龄跨度在30岁以上),样本量也不是非常大,可能无法体现出年龄与认知能力的关系。但是,这一结果使我们在分析讨论钢琴学习与认知老化的关系时,可以排除年龄的作用,为实验结论的确切性提供了帮助。

(二)钢琴学习在老年人认知加工速度发展中的作用

在视觉材料的认知加工速度上,钢琴学习组老人的优势不明显;在声音材料的加工速度上,老年大学钢琴专业老人对非钢琴专业老人的优势明显,但对非老年大学老人的优势不显著。这似乎说明钢琴学习并不能有效提高老年人的认知加工速度。但结合非老年大学老人的两种错误率都非常显著地高于老年大学老人这一结果,由于反应时间存在着“速度与准确率”的权衡,速度快往往伴随着错误率的上升,因此也不能武断地下结论,认为钢琴学习对老人的加工速度无影响。实验中也发现,老年大学的被试在接受实验时要比非老年大学的老人更为谨慎,如果排除态度的影响,仅以老年大学两组老人的差异比较,也可以说明钢琴学习的作用,至少通过一定时间的钢琴学习,可以提高老年人对声音材料的加工速度。

(三)钢琴学习对老年人工作记忆容量的影响

相对于非老年大学的老人,钢琴专业组老人的视觉工作记忆容量和听觉工作记忆容量都具有明显的优势;相对于老年大学非钢琴专业组老人,钢琴专业组老人的听觉工作记忆容量具有明显的优势。这充分体现了钢琴学习对老年人工作记忆容量的促进作用。这可能与钢琴的弹奏特点有关。钢琴乐谱都有两个声部,需要两只手同时弹奏不同的乐音,这样就需要同时记住两只手应该弹的音节,再加上很多乐曲往往还会有一些临时的变化,要注意强弱快慢的要求等等,只有对所有的信息进行快速、有效的加工,才能比较熟练、流畅地将乐曲弹奏出来,这就要求个体具有较高的工作记忆容量。大量的练习可以使学习钢琴的老人保持较高的工作记忆容量,延缓记忆容量的老化进程。

结合两个实验结果,钢琴专业组老人视觉材料的加工速度与两种工作记忆容量都有显著的相关,但其他两个组的数据则未发现这种相关,这是否可以将钢琴专业老人的高工作记忆容量归因于他们较快的加工速度呢?根据认知老化研究中关于加工速度的老化先于工作记忆的老化的观点,我们可以推论,钢琴学习可以提高(至少是保持)老年人的加工速度,从而使其可以保持较高的工作记忆容量,也就是说,钢琴学习在一定程度上可以延缓老年人认知能力的老化进程。

五、研究展望

本研究应该说是国内老年精神音乐学领域的开创性研究,也是一个探索性和尝试性的研究,由于国内还没有开展相关的研究工作,即使在国外,相关的研究也比较少,可供我们借鉴的经验与研究基础都非常有限。本研究结论表明钢琴学习对老年人的认知老化进程有一定的干预作用,这提示我们,老年时开始钢琴学习,可能包括其他类型的音乐学习,甚至是从事其他的活动(本研究中非钢琴班学员来自计算机、英语、中医等专业),都有可能使老年人的大脑保持一种有效的激活状态,延缓认知老化的进程。我们需要更多的相关研究,来深入探讨钢琴学习及其他活动对老年人认知能力发展的作用,了解其作用的机制,为有效地对认知老化进程进行干预提供更多的证据和参考依据。

①Ardila A, Ostrosky-Solis F, RosselliM, Gómez C. Age-Related Cognitive Decline During Normal Aging The Complex Effect of Education. Archives of Clinical Neuropsychology, 2000, 16(5)495—513

②王大华、申继亮、彭华茂等《教育水平对老年人认知能力的影响模式》,《心理学报》2005年第37卷第4期第511—516页。

③吴燕璟、王鲁宁《60岁以上老年人认知功能及相关影响因素的研究》,《中国现代神经疾病杂志》2007年第7卷第2期第112—116页。

④邓娟、周华东、李敬诚等《饮酒对老年人认知功能障碍的影响》,《中国老年学杂志》2002年第22卷第11期第440—441页。

⑤Lapane KL, Gambassi G,Landi,et al. Gender differences in predictors of mortality in nursing home residents with AD[J].Neurology,2001,56:650-654.

⑥Steinberg M, Sheppard JM, et al. The incidence of mental and behavioral disturbances in dementia: The Cache county study [J'.Neuropsychiatry Clin Neurosci,2003,15:340—345.

⑦Bruhn, musical development of elderly people, Psychomusicology(Special Issue): The psychology of music and aging; psychogeromusicology, 2002,Vol. 18: 59—75.

⑧Johansson, B B. Music,Age,Performance, and Excellence:A Neuroscientific Approach, Psychomusicology (Special Issue):The psychology of music and aging: psychogeromusicology, 2002,Vol. 18:46—55.

⑨Halpern et,al. Aging and memory for music: A review. Psychomusicology(Special Issue): The psychology of music and aging: psychogeromusicology, 2002,Vol. 18:10—25.

⑩Toshio Iritani, learning to play music in later adulthood: personal perspective focusing on the piano, Psychomusicology(Special Issue):The psychology of music and aging: psychogeromusicology, 2002,Vol. 18:132-141.

11 马娟《现代老年人智力的衰退与发展——关于卡特尔晶体智力—液体智力理论的质疑》,《心理学探新》2004年第1期。

12 彭华茂等《认知老化过程中视觉功能、加工速度和工作记忆的关系》,《中国老年学杂志》2006年1月第26卷。

罗小平星海音乐学院音乐研究所教授

任杰广州大学教育学院讲师

(责任编辑张宁)