美国佐治亚州立大学的一个研究小组发现，当艺术家处于“心流”状态时，大脑是如何变化的。他们发现，仅仅是想象即兴表演就会引发与音乐家唱歌时相同的“心流”状态。
在这项发表在《科学报告》(Scientific Reports)杂志上的新研究中，研究人员招募了21名高级爵士音乐家，让他们在接受功能磁共振成像(fMRI)的同时，根据标准的12小节布鲁斯和弦进展，要求他们发声或想象比博普(Bebop)时代的四首曲子中的一首。这个多学科研究团队——包括数学、物理、音乐、神经科学和计算机科学方面的专家——然后使用功能磁共振成像(fMRI)数据，确定音乐家的大脑是如何根据爵士乐表演中所需的创造力程度重新配置连接的，重点关注两个主要的大脑网络:默认模式网络和执行控制网络。
首席研究员维克多·m·维加拉(Victor M. Vergara)说:“当爵士音乐家在演唱、想象、即兴或表演预先学习、记忆的乐谱时，我们估计了静态功能网络的连通性。”
马丁·诺加德(Martin Norgaard)是音乐学院的副教授，也是这项研究的合著者。他说，这项研究为了解专业爵士音乐家的工作思路提供了新的视角。
诺加德说:“令人着迷的是，无论它们是真的在唱歌还是想象即兴表演，我们都发现它们的大脑模式和活动非常相似。”
这项研究建立在先前的研究基础上，该研究表明，在音乐即兴演奏期间，受试者的大脑显示出较低的功能连接。新的发现表明，即兴创作与大脑执行控制网络和“流动”感觉的弱连接状态有关，这种感觉允许不受阻碍的音乐创作。
“执行控制网络在许多任务中通常是活跃的，包括解决问题。当受试者处于静息状态时，默认模式网络似乎更活跃。“我们发现，当专业音乐家即兴创作时，大脑对他们创造力的干扰更少。”
这项研究是与神经成像和数据科学转化研究中心(趋势)合作进行的，该中心由佐治亚州立大学、佐治亚理工学院和埃默里大学支持。趋势研究中心的创始主任、著名大学心理学和神经科学教授文斯·卡尔霍恩(Vince Calhoun)表示，这项新研究让研究人员能够观察到连接的广泛而丰富的影响。这是第一次分析在发声和想象创造性输出的实时生产过程中整个大脑的连通性。
“大脑是高度动态的，所以绘制大脑功能随时间的变化是分析数据和捕捉与行为条件或休息有关的功能模式的更自然的方式，”卡尔霍恩说。
作为趋势中心团队的一员，范加拉和他的同事们能够使用一种非侵入性的方法从大脑中提取信号，以减少创意过程中的任何干扰。该团队创建了一种自定义算法来识别静息状态网络。
“脑成像会产生大量难以解析的时变测量数据。模式识别算法对于精确定位参与创造过程的相关大脑区域是必要的，”维加拉说。“然后我们比较了不同的模式，以理解即兴表演和事先排练的音乐之间的区别。”
这项研究的范式允许包括有许多不同乐器专长的爵士演奏专家，这表明结果可能广泛适用于所有即兴演奏的音乐家。未来的研究可以将同样的模式应用到其他实时进行创作的活动中，比如表演自由式说唱或口语诗歌，甚至是进行体育活动——潜在地识别出人类大脑内创作过程中的共同线索。
诺加德说:“现在我们可以考虑一些更具体的问题，比如当一个人即兴发挥时，大脑中发生了什么变化，或者涉及到哪些不同的网络。”“这就是所谓的动态连接，这就是我们下一步希望研究的东西。”
该研究团队包括计算机科学助理教授罗宾·米勒(Robyn Miller)、物理和天文学副教授穆克什·达马拉(Mukesh Dhamala)以及宾夕法尼亚州立大学和哈佛医学院的合作者。
