音乐环境对动物影响的研究

朱毅

[摘 要]动物生长环境、养殖技术、实验动物等研究方向中，都对音乐环境的改变进行了针对性的研究，能够发现不同音乐环境对于动物的影响效果并不完全相同。本文梳理相关文献，总结了动物感知音乐的生理机制，同时提出了音乐环境得以改善对于动物影响的研究方向，最后分析了部分音乐环境改善对于动物的影响机制，及相关的实验案例。以便为相关研究提供理论参考与借鉴。

[关键词]音乐环境;动物;影响机制

[中图分类号]S852.21 [文献标识码]A

1 动物感知音乐的生理机制

1.1 音频属性刺激

从物理学角度分析，音乐由音频构成，而音频作为机械波被动物听觉系统所接收，进而产生相应的音乐感知。而从心理学角度分析，音频透过听觉所产生的印象是对于音乐的理解和感受。当音频在不同状态下产生了波长、频率、振幅等完全不同的音乐环境时，才会对动物产生刺激作用。振幅代表声乐的强弱，是声压与声强的比值，而通常可以采用分贝来代表这种音乐音量的强度。频率则是以声波中特定振动周期内所产生的次数作为单位赫兹，相对而言频率越高则音乐的调性也会越高。

1.2 动物音频接收范围

人类能够感受到的音频声波频率取值在20Hz至20 000 Hz以内，而最敏感的范围在1 000Hz至4 000 Hz，高于20 000 Hz的為超声波，低于20 Hz的为次声波。由于动物听觉系统的音频采集范围并不完全相同，因此听觉识别的音乐音频范围也存在一定差异。如大象或鸽子能够听到次声波，而蝙蝠、大鼠、小鼠等则能够采集到超声波信号。相关研究表明，啮齿类动物能够采集到200至90 000 Hz范围内的音频，其对于超声波的敏感度尤为突出，因此可以借助音频判断光线微弱下的空间环境。猫科动物的音频接收范围在60Hz至65 000 Hz之间，犬科动物的音频接收范围在15Hz至50 000 Hz之间，海豚的音频接收范围在150Hz至150 000 Hz之间，蝙蝠的音频接收范围则能够达到1 000Hz至200 000 Hz之间，鸽子能够采集到的音频范围在0.1Hz至120 000 Hz之间，因此超声波与次声波都可以被鸽子察觉到。动物生存环境中本身便存在多种音频类型，其中虽然也包括无意义的噪声，但是噪声本身也可以从物理学与心理学两重维度予以探究。从心理学角度分析，并不希望听觉系统接收，刻意回避的声音都可以界定为噪声。因此，在心理学范畴，即便优美的音乐多么动听，如果干扰到人类睡眠也可以将其视为噪声。虽然对于动物而言尚无法从科学角度精准定位噪声的取值范围，但是动物实验环境的国家标准将噪声音频界定为≦60 dB，而欧洲国家的相关研究表明当噪声超过了85 dB之后会对动物产生一定的影响。

1.3 听觉进化机制

在多数无脊椎动物中并未在漫长的进化过程中发展出听觉器官，其音频采集或对于音乐的敏感度是从体内感受器而产生的识别机制。诸如蟋蟀前腿能够感受到音频的振动，尾须则在听毛的辅助下分辨音频和声波的刺激。中华稻蝗在其腹节两侧的半圆形鼓膜，是接收外部音频信号的感知系统。蜘蛛则依靠触毛，尤其是腿部听毛的神经末梢来感知音频强弱。鱼类虽然并不具备外耳和中耳，但是听觉器官由耳石控制，鱼鳔和侧线器官也参与 辅助内耳采集音频的过程。因此，多数鱼类听觉系统的识别能力并不高，对于1000 Hz以下的低频声波便不会产生反应。两栖类动物的中耳听觉系统发展较为完善，但内耳却较为原始，因此仅能够对100 Hz至1 000 Hz的音频产生较高的敏感度。而爬行类动物的内耳结构则较为发达，但蜥蜴内耳并不发达，仅能够对几百Hz的音频产生反应。鸟类动物并不具备外耳结构，但是可以通过转动头颈部来采集外部声源，虽然内耳仅有听小骨，但发达的耳蜗指导了对于音频的识别，因此与哺乳类动物的听觉能力较为相似。在动物听觉系统中耳廓所具备的音频识别功能并不完全相同，由于不同动物耳廓方向、形状、大小不同，其能够完成的旋转最大限度也会产生本质差异，因此对于音乐声波信号的识别效果也会有所区别。在研究音乐环境对于动物所产生的影响机制时，势必需要考量音乐音频的强度、大小、覆盖范围等基础参量，才能够对不同动物的影响进行区分，从而明确音乐环境所产生的影响机制与因素。

2 音乐环境得以改善对于动物影响的研究方向

关爱和善待实验动物，增强实验动物的生存质量，保障实验结果的精准度，是音乐环境所能够提供的支持作用。基于音乐环境对于动物生理行为的客观影响，以及映射人类行为、临床治疗、心理干预等多方面研究的表现，进一步研究音乐环境对于动物的影响机制，也是明确音乐潜在指标的重要方式。完全可能加强改善动物生存质量，以及生产力、存活率等等。诸如新疆肉乳用草食动物营养重点实验室朱坤刘等对于《不同速度音乐对奶牛产奶量及血液生化指标的影响》研究，便通过改变音乐环境证实了音乐可以降低NEFA、BHBA、TG、TC含量，进而提升奶牛血清中的GLU含量，并支持产奶量的稳步提升，同时证明了中常速音乐环境所产生的刺激效果更为显著。这样的实验结果对于奶牛产奶的生产活动规律进行了客观总结，能够更为系统地研究动物对于音乐环境的需求，从而为加强生产能力提供理论支持。因此，对于音乐环境改善动物影响的研究而言，也是对于现代化生产作业模式或养殖技术的理论支持，是当前极为重要的研究方向。

3 音乐环境对于动物影响机制的实验尝试

3.1 对大脑发育的刺激

相关研究以鼠类动物为实验对象，通过音乐环境的转化，证实了音乐环境对于提高动物记忆力和学习能力的刺激作用。针对胚胎期大鼠提供较为舒适的音乐环境，待大鼠出生之后，大鼠幼崽的海马数量有所增加，是空间记忆力得到提升的表现。而对比实验中改变音乐环境，以噪声为刺激音频则产生了完全相反的作用。当选择《梁祝》小提琴协奏曲作为音乐环境的主要元素时，NMDA听觉皮层的感受效果尤为强烈，受体亚单位NR2B蛋白的上升影响，增强了实验动物的记忆能力。相关实验证实中国古典乐曲中对于角调、羽调的呈现方式有助于刺激雄性小鼠的记忆能力，且角调优于羽调。因此，可以证实不同的音乐环境对于鼠类大脑发育的影响效果并不完全相同。相关研究在对比《致爱丽丝》及《D大调双钢琴奏鸣曲K.448》的音乐环境之后能够发现，鼠类在《D大调双钢琴奏鸣曲K.448》的影响下，迷宫学习路径的熟悉程度更为突出。而《梁祝》与《莫扎特D大调小提琴协奏曲》的对比中，《梁祝》刺激成年小鼠空间记忆力的作用更为明显，而对于老年大鼠的刺激作用并未显现。因此，同一种音乐类型对于生长阶段动物，或品种不同的动物均产生了不同的影响效果。

3.2 对心血管系统的作用

四川大学华西基础医学与法医学院机能学实验室孙嘉绿等，在《音乐疗法对慢性应激性高血压大鼠的预防作用初探》中针对24只雄性SD大鼠进行了慢性应激+音乐组的对照实验，应激性高血压大鼠在音乐干预下慢性应激组大鼠收缩压显著改善，大鼠血清糖皮质激素含量明显上升，能够证实音乐疗法对于动物心血管系统的刺激作用。相关研究以SHR高血压大鼠为研究对象，在莫扎特音乐的刺激下大鼠收缩压明显先进，而多巴胺及血清钙的上升也较为显著。另一项实验在正常成年大鼠的对比研究中发现，莫扎特《G小调第40交响曲》的刺激下，大鼠血压并未出现显著的下降。而在里盖蒂《第二弦乐四重奏》的音乐环境下，大鼠血压有所增高。同时在注射了肾上腺素后，大鼠对于音乐的反应更为强烈，心率下降改善效果更为突出，并能够促进心肌缺血病症的好转。在雄性乳鼠出生24 h内以《G小调第40号交响曲》为音乐环境，其不良心血管事件的发生频次大幅下降。基于此，可以证实不同的音乐环境，能够对啮齿类动物产生刺激作用，尤其在心血管系统的改善方面具有益处。

3.3 对免疫功能和应激水平的影响

在相关实验分别为小鼠提供了进行曲音乐环境，以及小夜曲环境后，其对比实验结果发现，小夜曲对于实验小鼠肾上腺刺激并不较低，代表在此音乐环境下小鼠的应激水平有所下降。而在进行曲音乐环境下的小鼠肾上腺刺激较为突出，是应激水平有所增加的表现。相关研究对卡拉扬指挥的音乐进行了对比实验，其音乐环境能够刺激大鼠免疫抑制作用，从而减少大鼠肿瘤细胞的转移活动。因此，对于鼠类所处音乐环境的设置，可以间接影响动物的应激水平并达到一定的干预效果。在相关研究對比了摇滚乐和抒情乐曲《春江花月夜》之后发现，对于小鼠免疫功能的影响并不相同。《春江花月夜》的音乐环境下能够支持NK细胞活性，并产生对于非特异性细胞的抑制，进而增强动物自身的免疫能力。但是摇滚乐的实验组并未达到同样的刺激作用。基于此，可以明确音乐环境对于动物所产生的刺激作用和影响效果，可以直接或间接影响动物的应激水平，同时能够产生较高的免疫功能刺激，但是需要明确并不相同的音乐环境也会产生不同的影响效果。

3.4 对情绪及动物行为的影响

在针对幼龄大鼠的实验对比中发现，为实验大鼠提供《梁祝》55—65 dB的音乐环境之后，实验大鼠的常规活动频次有所下降，且长期处于相对安静的状态下。当取消音乐环境后才恢复了原有的活动量，而同时对抓触动作的逃避更为敏感。而创造《D大调双钢琴奏鸣曲》的音乐环境，则能够显著改善大鼠的疼痛感知和焦虑情绪，并达到与抗焦虑药物相同的干预效果。在针对大鼠创造舒缓音乐环境之后，大鼠在《春江花月夜》或《梁祝》等音乐类型的刺激下，部分大鼠改善了焦虑状态和抑郁情绪。虽然目前音乐环境改善实验动物情绪的生理机制并不十分清晰，但相关研究已经证实，成年小鼠在缓慢音乐节奏的环境下，其21 d后下丘脑中所产生的脑源性神经营养因子有所增高。其中可以分辨出慢节奏音乐环境对于动物情绪的刺激效果。而脑内合成的蛋白质脑源性神经营养因子，对于促进神经元再生也是最为关键的因素。与噪声环境下的对比研究中能够发现，《高山流水》等音乐背景下，成年小鼠在迷宫实验，以及旷场实验中的焦虑程度并不相同。此时实验动物的前额皮质、脑源性神经营养因子、杏仁核等生理水平显著提升。是音乐环境改变后对于动物情绪及动物行为所产生的不同影响效果。

4 结语

综上所述，目前相关研究对于音乐环境影响动物的本质并不十分清晰，但是在对大脑发育的刺激、对心血管系统的作用、对免疫功能和应激水平的影响，以及对情绪及动物行为的影响等方面的研究结论已经证实了音乐环境的影响效果。基于此，对于音乐环境改善动物临床治疗或行为影响的研究仍然需要深度开发，以便为提高生产性能、减少应激、促进生长发育等需求提供更为清晰的实践路径。

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