Khái niệm âm nhạc xuất hiện trong mọi xã hội loài người.

Trong khi các loài động vật khác cũng thể hiện những hành vi giống âm nhạc, như tiếng hót của chim hay tiếng gọi của cá voi lưng gù, khả năng tương tác với âm nhạc đã đặt chúng ta vào vị trí đặc biệt trong thế giới động vật.

Một nghiên cứu gần đây đã làm sáng tỏ cách bộ não cảm nhận âm nhạc, cho thấy rằng việc hát kích hoạt các hoạt động thần kinh khác biệt so với lời nói hoặc nhạc cụ.

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã xác định được một loại tế bào thần kinh đặc biệt trong não người, chỉ phản ứng với hát, chứ không phải với các hình thức âm nhạc khác. Những tế bào này, nằm ở vỏ thính giác, dường như chỉ phản ứng với các tổ hợp đặc biệt của giọng người và âm nhạc, không có phản ứng với lời nói thông thường hoặc âm nhạc từ nhạc cụ.

Nghiên cứu não không phải là một nhiệm vụ đơn giản. Để hiểu chính xác cách não phản ứng với âm thanh, các nhà nghiên cứu sử dụng một kỹ thuật gọi là điện não đồ vỏ não (ECoG), bằng cách đặt các điện cực bên trong hộp sọ để ghi lại hoạt động điện của não. Dữ liệu ECoG chính xác hơn so với các phương pháp khác để đo hoạt động của não. Các điện cực, được đặt trực tiếp lên não, đo lường hoạt động điện, thay vì chỉ đo lưu lượng máu (như được thực hiện với phương pháp chụp cộng hưởng từ chức năng hoặc fMRI), cung cấp nhiều thông tin hơn.

Việc cấy điện cực trực tiếp vào não là một thủ thuật xâm lấn. Các nhà nghiên cứu đã thu thập dữ liệu trong nhiều năm từ những bệnh nhân động kinh đã trải qua phẫu thuật để điều trị cơn co giật. Các điện cực được đặt bên trong da đầu của những bệnh nhân này để theo dõi hoạt động thần kinh trước khi phẫu thuật, cho phép họ tham gia vào các nghiên cứu ghi lại hoạt động của não trong các nhiệm vụ cụ thể.

Trong nghiên cứu này, người tham gia đã lắng nghe 165 âm thanh thông thường trong giai đoạn theo dõi, từ tiếng rung của điện thoại di động đến tiếng rót chất lỏng, nói chuyện và gõ phím. Trong số các âm thanh này có cả giọng hát có và không có nhạc nền.

Đáng chú ý, các nhà nghiên cứu đã phát hiện một cụm tế bào thần kinh đặc biệt chỉ phản ứng với việc hát, khác biệt với các đại diện thần kinh tổng quát hơn của âm thanh nhạc cụ và lời nói. Họ đưa ra giả thuyết rằng các đặc điểm của việc hát đã tạo nên một danh mục độc đáo, đòi hỏi một chữ ký động lực học thần kinh riêng.

Việc hát khác biệt với lời nói bởi các đường nét cao độ du dương và nhịp điệu. Ngoài ra, nó khác biệt với nhạc cụ qua sự cộng hưởng giọng nói và các cấu trúc đặc trưng khác của lời nói. Các nhà nghiên cứu gợi ý rằng các quần thể thần kinh chọn lọc bài hát tích hợp phi tuyến tính nhiều đặc điểm phân biệt việc hát khỏi lời nói, như ngữ điệu giai điệu và cộng hưởng giọng nói.

Các nhà nghiên cứu đã kết hợp dữ liệu ECoG của họ với dữ liệu fMRI từ một nghiên cứu trước đó sử dụng cùng phương pháp. Sự tích hợp này cung cấp một sự hiểu biết toàn diện hơn về vị trí hoạt động thần kinh.

Nghiên cứu này tăng cường sự hiểu biết của các nhà thần kinh học về cách bộ não của chúng ta đại diện cho âm nhạc. Dù các câu hỏi về cách âm nhạc và khả năng chọn lọc bài hát ảnh hưởng lên hệ thần kinh đã xuất hiện trong quá trình tiến hóa vẫn còn bỏ ngỏ, kỹ thuật mới kết hợp dữ liệu ECoG và fMRI có thể giúp các nghiên cứu trong tương lai tìm ra câu trả lời.