大腦是如何處理音樂的？對聽覺神經來說，有旋律的樂音和隨機排列的音符有什麼本質區別？

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聽覺神經對外界聲源機械地響應，為什麼有旋律的音樂會引起大腦愉悅的主觀感受？和隨機噪音相比，音樂中被識別的究竟是一種什麼「模式」（如果這種模式存在的話）？偏好這種模式的物理機制是什麼？

謝謝題主邀請。你太過分啦！一下問了好幾個問題。那我每一個都簡短回答咯！

大腦是如何處理音樂的？

1. 我一直覺得聽覺是種開掛的感覺，因為內耳的耳蝸對聲波進行了物理層的傅里葉變換。也就是說，我們的初級聽覺神經直接「聽到」頻譜。不明白什麼意思的話可以參考：不同音軌合併後還可聽出各音軌的聲音（如任何音樂），但不同顏色的光線合併後就變成別的顏色了？ - 王贇 Maigo 的回答 - 知乎

2. 故事當然沒有這麼簡單，我們聽到的即使在初級聽覺系統也不是未經處理的頻譜。請閱讀貓頭鷹的這個回答：人的聽覺系統是否可以自行選擇想要聽到的聲音？ - Owl of Minerva 的回答 - 知乎

3. 比起視覺，聽覺系統（下丘和丘腦）對頻率的響應是離散的，見：哪些概念是從人一出生就像硬體或者固件一樣存在於人的腦子或身體里的？ - Weber Wang 的回答 - 知乎

對聽覺神經來說，有旋律的樂音和隨機排列的音符有什麼本質區別？

對聽覺和記憶系統而言，有無規律的聲音最基本的差別是信息量不同，所以有旋律就容易記住。可參考：為什麼人更容易記住歌曲的旋律，很久之後還能通過旋律引起共鳴，旋律與大腦，與記憶有什麼關係？ - Filestorm 的回答 - 知乎

請注意「聽覺神經」是一個不明確的名稱。聽覺系統包含了很多層級。對周圍神經來說，例如耳蝸上的感受器，那顯然就沒有區別了。

和隨機噪音相比，音樂中被識別的究竟是一種什麼「模式」（如果這種模式存在的話）？

作為一維信號，音樂本身就是模式呀？具體而言被大腦利用的有好多，音調、音色、響度都是可以從這模式中提取的特徵。

聽覺神經對外界聲源機械地響應，為什麼有旋律的音樂會引起大腦愉悅的主觀感受？偏好這種模式的物理機制是什麼？

問題的實質是感質如何產生，這個整個知乎沒有人能答到你。。。

但是還是可以扯一些有的沒的。聽到一種音樂是否愉悅不完全是聲音的物理屬性/大腦的生理結構本身決定的，文化也起到很大作用。比如說這個問題：不和諧音程使人感到不和諧的原理是什麼？ - 音樂 - 知乎

還有一個很好的回答：音樂為什麼會使人感到興奮或悲傷？ - 落痕無聲的回答 - 知乎

這個問題很有趣，也是我一直在思考的。試著從本專業的角度來談談，從聽者的角度，去分析音樂經驗對於音樂的整體把握的準確性。

人的大腦在處理樂音的時候，大致分幾個層次，初級的層次稱為感覺，稍高級的可以暫且稱為知覺，最高級的是藝術知覺。

聽覺神經接受了樂音以後，最初簡單的高低識別，感知到樂音的時長、高低、音色及強弱等；

然後大腦就對樂音進行有組織的處理，也就是一般知覺。一般的知覺有整體性、恆常性、主動性幾大特性，知覺在一定的思維定勢下，會將各種信息加以組合，從而對音樂的整體性有一個評價。

於是，根據每個人的藝術修養不同，對於音樂組織的識別能力就有了不同的水平。打個比方，一個識字不過千的人，就無法對紅樓夢這樣的小說有什麼整體的認知。對於音樂經驗不足或者是音樂知識不充分的聽者，自然也不可能從和聲特點，旋律風格和織體等方面去對一首樂曲進行風格上的區分，聽出這個是貝多芬還是勃拉姆斯的作品。

簡言之，有旋律的樂音是人經過大腦處理以後，對於音樂整體的一個完型的要求，基於人的理性思維和實踐經驗。

推薦《音樂心理學》蔣存梅著
題主的問題是音樂心理學的好幾個重要研究方向，僅從科研的角度而言，大概綜述都要分好幾個題目了。在知乎上問決不能得到究竟的答案。去谷歌學術上自行搜索吧。

匿名用戶回答的很科學了。我就從另外一個角度來回答這個問題：人體情緒的多樣性產生是靠情景的複雜性來交互的。就像我們打乒乓球一樣，A的行為總是隨著B的行為而調節，B也同樣。在人類數百萬年的進化中，我們對自然界中不同的聲音形成了不同的應對模式。這種模式是一種習得性為主的生理性內化。而音樂的本質就如匿名用戶的回答是音調，音色，響度的部分規律性「雜交」。這些外源信息被大腦接受後便同時激活我們的預藏的應對模式集合，從而做出一種自然選擇。至於我們大腦那些腦區對音樂發生了響應，以及存在那些規律性通路，題主可以上scholar查閱相關文獻，一搜一大把的。補充：這些文獻基本上只是在描述一種觀察現象。並沒有揭示根本原因，在閱讀時主意區分。

mark下首先從物理上明確，什麼是聲音？

聲音三要素 音調音色響度

音調、音色
聲音是波。那麼音調，就是指波的主頻（單位為Hz），而音色，指的是聲波的頻率分布（絕大部分樂器發出來的聲音並不只有一個頻率，還可能有倍頻，也就是所謂的泛音，這在頻譜中表現為，除了主頻的峰之外，還有一串兒高於或者低於主峰的小峰。）
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好。現在回到人的感受。

一個問題。為什麼即使一個沒有經過任何聲音訓練的人，也能很容易的分辨聲音的高低？

答案是，大腦（其實是耳蝸）對音頻做了傅立葉變換，找出了主頻（音調）。然後就可以比較高低。同樣，大腦通過分析聲音的頻率分布，來辨別音色。
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以下是回答重點！

這裡先忽略音色，單獨考察音調的作用。

那麼聽到音調（頻率）高的音，人會怎麼樣呢？緊張，興奮，開心，high，總體來講，效果是情緒高漲！

相反，遇到頻率低的音，人們會失落，難過，沉重，傷心，總體來講，是情緒低落。

那麼音樂，就是通過音調（頻率）在時間中的變化，讓你的情緒時高時低，從而產生一個「情緒經歷」，來讓你有談戀愛/坐過山車/看電視劇的感覺。

響度也是類似。通過音量的大小表現情緒的強烈程度。

以上就是我對音樂的理解。

其實拓展一下，繪畫也是一樣。通過明暗在空間中變化的頻率來刺激情緒。廣袤空曠帶來的寧靜，和縱橫交錯帶來的喧囂。

想起那副把音樂描繪成一個個彩色格子的世界名畫了嗎。（20年前美術課學的，記憶力不好，有誰知道名字。）

那麼題主問什麼才算是音樂？其實能引起你情緒起伏的聲音序列都叫音樂。這個序列的變化節奏不能太快，也不能太慢，否則很難激起人的情緒起伏。比如牆上鑽孔的聲音，就是一成不變，讓人厭煩，而敲釘子，叮叮噹噹，感覺就充滿了生活氣息。能激起人情緒反應的聲音受人體自然心理節奏的限制，比如人的微笑通常可以保持三秒鐘，人一分鐘心跳60-100次。笑一分鐘哭一分鐘算是正常，如果一秒鐘笑哭一次那就是神經病了。所以，總結一下，音樂是能引起情緒起伏的聲音序列。

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更新1:音色的作用
那麼對於音色，它的作用是什麼？是幫助我們在混合的聲音中，區分不同的聲部。比如你在交響樂中，很容易分辨長號和小提琴的聲音。為什麼人耳要有這種機能？那是人類進化要求，讓人們在吵雜的環境中，能辨識出某個特定的人或器物發出的聲音。這樣才不會被老虎吃掉。

有趣的是，大腦可以根據需要，選擇性的放大不同的聲部。這個我在評論中已經探討了，感興趣可以看看。

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更新二後天經驗對情緒經歷的影響

上面僅考慮了最理想的情況。即，把人當成是機器那樣響應音調的變化。兒童時代可能是這樣的。

然而，更現實的情況，跟兩位高票題主說的一樣，過去的經驗，也會對音樂所產生的「情緒經歷」造成影響。比如，有一首古典名曲叫「野蜂飛舞」，它就會通過聲音的迅速變化，讓你想起耳邊有個蜜蜂在飛經歷。而沒見過蜜蜂的，不會有這種感受。

所以，音樂這種輸入產生的「情緒經歷」，應該是先天條件反射，和後天經歷的混合。

大腦是一個神經網路，輸入多種信號，輸出情緒信號。如果不同的輸入產生相似的輸出，那麼就可以認為這兩種輸入是等效的。見到某個物品，調動了你的一段記憶，而這些記憶又觸發了相似的情緒，讓你好像又經歷了和她在一起的時光一樣，這是睹物思人，觸景生情。在音樂上，野蜂飛舞，動物狂歡節，便也是通過聲音的，模仿調用了你見到蜜蜂和大象的情緒。

個人覺得人類對音樂的體驗就像對美食的體驗一樣，相當依賴於童年時期建立的條件反射。有旋律的音樂不一定能引起愉悅，也可能引起恐慌。

比如下面這段：(知乎不會輸入下劃線，姑且把長度都放大兩倍，啥符號都沒有就是8分音符，黑體降八度)，也許對於一個不在中國長大的外國人，這段音樂聽起來沒什麼，對於普通的中國人，就是激起對鬼子進村的聯想，對我來說又有一種戲謔的感覺，因為小時候練琴聽別人彈這段，大家就會拿他開玩笑。

（?2?6） ||4--- 5--4 2-10 2-10 4--- 5--4 2-10 2-10 1--- ?2--1 6-50 6-50 4---5--4 ?2-10 2-10 ||

再比如，巴赫的D小調托卡塔與賦格有段旋律在影視作品種特別常用，尤其是那種血腥邪惡的場景。。。但是我小時候並沒有這種恐怖的感覺，直至看見大蛇丸做生化試驗

||0656 4636 26#16 2636 4666 7616 2616 2636||

至於大腦是怎麼處理噪音的，除了那些對耳朵造成生理損害的噪音（比如鄰居家的電鑽），如果只是音符單純的隨機排列，我覺得很難界定什麼是樂音什麼是噪音，你小時候沒聽過的，也許就是噪音。

我不了解認知科學，但是上面這些對比的實例，應該能從側面印證音樂對人類的刺激更類似美食這種後天養成的、條件性的，而不是疼痛這種對所有生物普適的刺激，所以你沒法說「某段固定的旋律」是如何愉悅人腦的。

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對另一位知友的回答中，把音調高低和人的情緒建立對應關係，我覺得是不正確的。音樂中同樣的旋律不同音高，比如12345和3#4#567，在人腦中反映出的感情色彩是完全等效的。

頻率促進大腦牽動微弱的記憶重現帶來的模糊情緒反應.然後積少成多合成新的情緒體驗？

我是個音樂白痴

以畫面為例，畫面可分為兩種，一類有意義，一類沒意義。

具體到繪畫，一類是有主題的繪畫，包括任何主題，另一類是無主題的隨意塗鴉。

有主題的繪畫會給人帶來主觀感受，愉悅的、壓抑的、痛苦的等等，但無主題塗鴉只會讓人感到混亂。前者帶來的感受與人的本能和後天的訓練有關，例如一個不了解信教的人和一個不信教的人看到宗教畫的感受是不同的。但總體來說，有主題的繪畫總是規則的、排列整齊的，無主題塗鴉則相反。雖然有主題繪畫也會有意或無意表現混亂，但那與後者的混亂仍有本質區別。

不知道為什麼，人總喜歡一些有規律的東西，因此多數情況下也喜歡有主題的繪畫，風景，不喜歡完全無意義塗鴉，例如混亂的垃圾堆。

回到題主的問題，有旋律的音樂對應主題的繪畫，隨機排列的音符（可視為噪音）對應無主題的塗鴉，道理是相同的。唯一要糾正的一點是，有旋律的音樂未必一定帶來愉悅的主觀感受，也可能有其它感受，如不適，例如看到恐怖畫面或恐怖音樂。但噪音只會讓人感覺混亂。當然，隨機排列的音符也可能會排出有規律的東西，噪音中也有個別有用的，如「白噪音」，但這都是特例。