Friday, March 06, 2020

Musical IQ?

Several people send me a link to this video in the last week. In it Adam Neely addresses some real issues and, in fact, shows how difficult it is to design an unbiased test that probes musicality - our capacity for music (see [1] for some cross-cultural concerns).

Although I’m not too fond of the title of the test (I'm doubting whether IQ or g research is a good role model for this kind of enterprise)*, it is an important attempt to probe our capacity for music. And despite all the foreseen and unforeseen criticism, I continue to believe this is a project worth working on ánd thinking about.

Recently, an international consortium started to work on relatively unbiased and scalable tests that can reveal individual differences within and across societies. However, this research program is still in its early stages [2,3].

Samuel Mehr, Daniel Müllensiefen and colleagues –who made the test [4])– are also members of the consortium and currently running web-based tests on a large scale. The first progress will be reported at two symposia at the NMVII in Aarhus, DK coming June.

And lastly, this is a research project that, I suspect, will take quite a few years to come to a result: slow science!


*See, e.g., Maas et al. for a potential way out.

Saturday, February 22, 2020

Is our capacity for music special?

In this conversation, Christopher Sutton of Musical U talks about: The crucial research study with newborn infants that changed Henkjan Honing's thinking about musicality research; Two surprising facts about absolute pitch (or perfect pitch) that might completely change how you think about this seemingly-magical skill; And what the state-of-the-art scientific research tells us about how much musicality is an innate part of us versus a purely-learned skill.

More information at the website of Musical U. Check it out!

Sunday, February 09, 2020

What is musicality?

Are we the only musical species? What do you need to know in order to be musical? Is our musical predisposition unique, like our linguistic ability?

Below a video registration of a lively evening at Paradiso in Amsterdam on Monday 27 January 2020, organised by Science & Cocktails Amsterdam: in search of what makes us musical !

Honing, H. (2019). The evolving animal orchestra. In search of what makes us musical. Cambridge, MA: The MIT Press.

Thursday, February 06, 2020

Interested in doing a PhD?

The Institute for Logic, Language and Computation (ILLC) at the University of Amsterdam (UvA) currently has two PhD positions available. Applications are now invited from excellent candidates wishing to conduct research in an area within ILLC (i.e. mathematics, artificial intelligence, linguistics, philosophy, or music cognition) that fits naturally in the Faculty of Science or the Faculty of Humanities.

See webpage for more information on the Faculty of Science position, and webpage for the Faculty of Humanities position.

Deadlines: 17 February and 31 March 2020 respectively.


Monday, February 03, 2020

Gaat muzikaliteit aan muziek én taal vooraf? [Dutch]

Foto: Iris Vette
Hoe het brein van onze verre voorouders eruitzag, is niet meer na te gaan. Toch is er via een omweg misschien iets te zeggen over het ontstaan van taal, en de rol die muziek daarbij speelde.

Veel taalkundigen geloven —vreemd genoeg— dat onze liefde voor muziek meelift op ons taalvermogen (zie bijvoorbeeld NRC uit 2016 en Steven Pinker's invloedrijke boek How the mind works). Maar zou het niet, en even waarschijnlijk, precies andersom kunnen zijn?

Voor een overzicht van de recente ontwikkelingen op het gebied van de neurowetenschappen van taal en muziek, zie bijv. Peretz et al. (2015), Norman-Haignere et al. (2015) en de video hieronder: een registratie van de lezing Voor de muziek uit die ik in 2016 gaf op het tweejaarlijkse congres Onze Taal in het Chassé Theater in Breda.

N.B. Een samenvatting van de tekst verscheen in het tijdschrift Onze Taal. De integrale tekst verscheen in het interdisciplinaire tijdschrift Blind.

ResearchBlogging.orgNorman-Haignere, S., Kanwisher, N., & McDermott, J. (2015). Distinct Cortical Pathways for Music and Speech Revealed by Hypothesis-Free Voxel Decomposition Neuron, 88 (6), 1281-1296 DOI: 10.1016/j.neuron.2015.11.035

ResearchBlogging.orgPeretz, I., Vuvan, D., Lagrois, M., & Armony, J. (2015). Neural overlap in processing music and speech Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 370 (1664), 20140090-20140090 DOI: 10.1098/rstb.2014.0090

Thursday, January 16, 2020

Interested in a research masters course on musicality?

How Music Works: Music Cognition (MSc course Brain and Cognitive Sciences, 6 EC) | Prof. dr H. Honing and guest lecturers | Start 2020 semester 2, block 2.

The aim of the course is to identify the cognitive, biological and mechanistic underpinnings for music cognition as key ingredients of musicality, to assess to what extent these are unique to humans, and by doing so providing insight in their potential biological origins. As such this course has the aspiration to lay a new, interdisciplinary and comparative foundation for the study of musicality (Honing, 2018).

In addition this course will discuss recent developments in the research field of music cognition. Topics include a) the origins and evolution of musicality, b) the cognition of rhythm and melody, c) musical competence, d) relation between music and nonmusical abilities, and e) the similarities and differences between music and language. The topics might change due to recent developments.

For detailed information, and how to register as a secondary subject, see UvA Studiegids 2019/20.

Honing, H. (ed.) (2018). The Origins of Musicality. Cambridge, Mass.: The MIT Press.

Tuesday, December 24, 2019

Empirical support for the GAE hypothesis?

Yesterday PNAS published a study by Yuko Hattori and colleagues entitled Rhythmic swaying induced by sound in chimpanzees. The study presents further support for the GAE-Hypothesis (see a detailed description in The Evolving Animal Orchestra, 2019, MIT Press, Chapters 4 and 5):
"Rereading and reinterpreting the recent literature culminated in the formulation of what we called the “gradual audiomotor evolution (GAE)” hypothesis. Admittedly, it is not the most inspired name, but we based our hypothesis on the existing neurobiological literature, which suggests that the neural networks that enable beat perception in humans are absent or less developed in rhesus macaques (figure 4.1). In humans, this network connects the auditory system (hearing) with the motor system, which controls the movements of our limbs and mouth, such as clapping, dancing, or singing. Even if you leave test subjects lying motionless in a functional magnetic resonance imaging (fMRI) scanner and let them listen to metrical and nonmetrical rhythms, activity is still visible in the motor cortex as a result of the metrical, beat-inducing rhythms. Clearly, an information exchange takes place between the auditory and motor systems.
The absence of a strong connection between the auditory cortex and the motor cortex in most nonhuman primates may well be the reason why humans do and other nonhuman primates do not (or only to a lesser degree) have beat perception. We also proposed that this connection would likely be present in rudimentary form in chimpanzees, and therefore that chimpanzees would probably have beat perception in an embryonic form. If what we proposed was true, then we could date the origin of beat perception in primates to the time of the common ancestor of chimpanzees and humans, some five to ten million years ago. No study could be found to support this part of the hypothesis. It was therefore purely speculative."
Thanks to Yuko Hattori this idea is now much less of a speculation. Thanks for all the hard work!

See also, Science Magazine, The Guardian and NRC:

Hattori, Y., Tomonaga, M. (2019) Rhythmic swaying induced by sound in chimpanzees (Pan troglodytes). PNAS. doi: 10.1073/pnas.1910318116.

Honing, H., & Merchant, H. (2014). Differences in auditory timing between human and non-human primates. Behavioral and Brain Sciences, 27(6), 557-558 DOI: 10.1017/S0140525X13004056. [Alternative link: ]

Friday, December 20, 2019


[Text as published in Nautilus and adapted from The Evolving Animal Orchestra: In Search of What Makes Us Musical (2019, the MIT Press). Chinese version by Levitan; text correction courtesy of Zhi-Yuan Ning (Leiden University).]




人类的乐感显然是不寻常的。乐感基于且受限于我们的认知能力(注意力、记忆力、预见力)及禀性(生物学意义的),是自发形成的一系列自然特征。但它为何如此特别呢?是因为人类有可能是唯一具备所有这些音乐本领的物种吗?或是因为这些对音乐的倾向也像语言能力那样为人类所独有呢?亦或乐感原本就是人类与其它物种共享的自然进化产物? 《我和狗狗一起弹钢琴》: [link]

研究音乐的亨詹·霍尼(Henkjan Honing)怀疑这个广为流传的视频里的狗狗并没有音高辨别力(一种听力以外的知觉能力),它只能利用主人目光所指示的线索来找到正确的琴键。 达尔文认为所有的脊椎动物应该都能感知、欣赏节奏与旋律,仅仅是基于它们相似的神经系统。他确信人类的乐感是有生物学基础的。此外,他还认为,音乐敏感性肯定是一种非常古老的特质,比语言敏感性还要古老许多。事实上,他认为音乐与语言都起源于乐感,并将其在人类和其它动物中的由来归因于性选择的演化机制。。


20世纪初,伊万·巴甫洛夫(Ivan Pavlov)发现,狗能记住某个单音调并将其与食物联系起来。狼、老鼠、椋鸟和恒河猴都能通过叫声的绝对音高识别同类,并能辨别音调。 然而相对音感是一种更具音乐性的听音能力。大多数人听的是整首旋律,而不是专注于一段旋律里的个别音调及其频率。无论对方用高音还是低音唱《玛丽有只小羊羔》,你都能听出那首歌。即便在嘈杂的咖啡馆里听到扩音器里传出的曲调,你仍然能够立即辨认出是哪首歌。
但这是谁唱的呢?你绞尽脑汁想记起歌手的名字或歌曲的名字,然而大脑却一片空白,于是你打开听歌识曲软件,把智能手机对着扬声器,几秒钟内就找到了歌名、歌手和所属专辑。 “存在一种听音模式使得音色这一要素在现代作曲家的作品中占有重要的地位的,鸣禽也具备。”




长期以来,科学家一直认为鸣禽拥有绝对音高辨别力,能根据音高或基频识别并记住旋律。40多年前,美国鸟类研究学者斯图尔特·赫尔斯(Stewart Hulse)以欧洲椋鸟为研究对象,进行了一系列听音实验,进而得出了这一结论。他指出,椋鸟能区分出逐渐升高或降低的音调序列,但却识别不了振动频率略升高或降低的音调序列。赫尔斯的结论是,鸟类关注的是绝对频率。和多数哺乳动物一样,欧洲椋鸟拥有绝对音高辨别力,而非相对音高辨别力。


2016年,加州大学圣地亚哥分校的研究人员提供了解答这一问题的方向。他们让椋鸟听了音色、音高都经过处理的不同旋律。使用了俗称音色旋律的刺激物——由不同音色的音调组成的音调序列。他们通过一系列声学实验研究了鸟类是如何利用声学特征对从没接触过的陌生旋律进行归类的。 “鱼能够分辨出约翰·李·胡克(John Lee Hooker)和约翰·塞巴斯蒂安·巴赫(Johann Sebastian Bach)的作品。”




2014年,在奥地利召开的一场国际会议上,笔者偶然发现了支持这一观点的实验证据。在某次讲座中,维也纳大学(University of Vienna)的博士后研究员米歇尔·施皮林斯(Michelle Spierings)曾揭示过斑胸草雀(zebra finches)识别声音序列(她称之为音节)差异的学习过程。这些声音由“mo”、“ca”、“pu”等人类的话语组成。在不同的行为实验中系统地调整这些语音的序列(句法)、音调、音延及动态范围(声谱包络)。

斑胸草雀得先学会区分Xyxy和xxyY序列,其中x和y代表不同的语音,大写字母代表乐调重音:即更高、更长或音量更大的音节。举个例子:“MO-ca-mo-ca”不同于“mo-mo-ca-CA”。 然后,斑胸草雀会听见一段重音、结构都有所变化的陌生序列。该测试目的在于确定鸟类是用乐调重音还是音节顺序来区分语音差异的。



如果没有解读错的话,研究结果将表明人类的听音模式可能与斑胸草雀一样,这种听音模式关注的是声音的音乐特质(音韵),而非倾听话语时密切关注的句法与语义。 笔者又想起了达尔文。人类和斑胸草雀的听音过程是否密切相关?

针对椋鸟和斑胸草雀的研究表明,鸣禽会收集利用全声谱的信息。它们具有相对音感,基于音色轮廓曲线、语调及声音的动态范围听音。这种音乐理论家早就有所察觉的听音模式已使埃德加·瓦雷兹(Edgard Varèse)、 捷尔吉·利盖蒂(György Ligeti)、卡佳·萨丽亚诺(Kaija Saariaho)等现代作曲家,在他们的作品中尤为着重音色的表现力。

有相对音高辨别力的人不仅仅能听出音高之间的关系。即便面对音高无法辨认的熟识旋律,他们也能借助这声音其他方面的轮廓特征(声谱包络)将其辨认出来。但人们对声谱包络不怎么感兴趣。 一个有趣的问题由此产生:人类需要什么样的特质才能像鸣禽一样听音?或者,反过来说,鸣禽有可能像人类那样听音乐吗? 人类和鸣禽听音时都有自己的策略和偏好。笔者研究斑胸草雀时,发现韵律结构并非此鸟最关注的因素。有证据表明,斑胸草雀最关注语调、音色和动态变化,最不关注声音的时序特征。事实上,对斑胸草雀而言,与歌曲音节间的时序结构相比,韵律蕴含的信息可能更多。

针对斑胸草雀的研究结果迫使笔者意识到,对人类显而易见的东西,对动物却未必如此。当我们不由自主被节奏中的规律性吸引时,斑胸草雀似乎更关注“局部”,如单音或时程。这很好地诠释了美国心理学家詹姆斯·吉布森(James J. Gibson)(也是我最喜欢的)一句妙语:“事可知,而时不可” (“Events are perceivable but time is not”)。只有事件发生时,才能感知时间。在斑胸草雀的例子中,这种“事件”似乎是被它们赋予某些特定特征的单个声音,而非声音序列的时序结构(声音序列承前启后所形成的节奏)。



经典的人工智能方案会这样解决问题:创建一个知识导向型系统,该系统可将飞机的典型特征编成的精确规则(可由计算机解释)。这个特征清单可以很长:细长的对称物体、两个机翼、一个机头和一个机尾、两边的小窗户、机头或机尾上的螺旋桨等。编写一份涵盖所有飞机特征的清单虽不容易,但却能将飞机和鸟类及类似飞机的物体区分开。 “如果把智能手机靠向正在唱同一首歌的人,软件无法识别对方在唱什么。”

最新的计算机模拟系统强有力地证明,知识导向型的系统不是判断照片中是否有飞机的最有效方法。所有复杂的推理都是多余的。是否有飞机只需简单关注一个细节:照片中是否有前轮? 常被用于归类实验的斑胸草雀和其它实验动物或许也可以做到这一点。或者说,其实它们倾听的是音乐的“前轮”:与音乐本质无关的某个细节。鸟能记住并辨认出某个独特的细节,这个细节通常是鸟类觅食的有效线索,进而让鸟有必要继续专注于它。

可以肯定的是,人类、鸣禽、鸽子、老鼠和某些鱼(如金鱼和鲤鱼)可以轻易分辨出不同的旋律。但仍然存疑的是,它们在辨别旋律时是否像人类那样利用了音乐的结构性特征。 在北美,某项针对锦鲤(类似金鱼的鱼,听力比大多数鱼好)的研究提供了一个不同寻常的例子。因为听力好,锦鲤常被叫作“听力专家”。它们的听觉灵敏到仿若在通过电话线收听声音:虽然大部分声音高频段及低频段的音质可能比较差,但在它们听起来仍非常的清晰。



实验的结果令人惊讶,这三只锦鲤不仅能区分约翰·李·胡克和巴赫的作品,还能区分蓝调及一般古典音乐流派。这些鱼似乎能依据先前学到的音乐区别,正确归类一首从未听过的新乐曲。 但锦鲤这种乐曲归类决策的生物学基础是什么?为何它们能区分乐曲?它们到底听到了什么?研究表明,锦鲤并不是根据乐曲的音色来加以区分的,即便用同一乐器的不同音色演奏古典和蓝调旋律,锦鲤仍然能够做出区分。



有关作者:亨詹·霍尼是阿姆斯特丹大学音乐认知学教授,著有《进化中的动物管弦乐队:探索是什么让我们拥有乐感及音乐认知学:听音科学》(The Evolving Animal Orchestra: In Search of What Makes Us Musical and Musical Cognition: A Science of Listening)。

Sunday, December 08, 2019

Sind Tiere musikalisch? [German]

Rezensionsnotiz zu Frankfurter Allgemeine Zeitung, 07.12.2019:

"Rezensentin Melanie Wald-Fuhrmann findet Henkjan Honings Wissensdrang ansteckend [..] ein sehr gelungenes Beispiel für Wissenschaftskommunikation." (from: Perlentaucher.)

"Das Buch ist ein ausnehmend geglücktes Beispiel für das, was gerade wieder als Wissenschaftskommunikation von der Politik angemahnt wird: Geschrieben von einem genuin wissbegierigen und dabei vollkommen uneitlen Forscher, blendet es nicht einfach mit spektakulären Ergebnissen, sondern macht – empirische – Wissenschaft als Prozess und als gemeinsame Anstrengung eines Kollektivs erfahrbar. Es zeigt, wie Beobachtung, Theoriebildung, Überprüfung und Ergebnisinterpretation aufeinander aufbauen, wie viel Ehrlichkeit mit sich selbst, Geduld, Frustrationstoleranz und Wahrheitsliebe es dafür braucht. Es macht mit einer Reihe von Methoden der Neuro- und Kognitionswissenschaft und Verhaltensbiologie vertraut und bricht dabei ganz nebenbei auch eine Lanze für gelebte Interdisziplinarität." (from: Frankfurter Algemeine Zeitung.)

For a podcast review see here.

Friday, November 22, 2019

Hoe universeel is muziek? [Dutch]

Een schommelende, geruststellende cadans is typerend voor slaapliedjes.
[Bron: De Volkskrant; auteur Renske Marseille]

Hoewel muziek altijd al wordt beschouwd als ‘een universele taal’ die iedereen ‘spreekt’, was het lang onduidelijk of er daadwerkelijk algemeenheden in muziek te ontdekken zijn. Een groep Amerikaanse onderzoekers analyseerde meer dan een eeuw aan antropologisch en etnomusicologisch onderzoek – een tak van de musicologie die vooral muziek in haar culturele context bestudeert. Daarnaast verzamelden ze audio-opnamen van dans-, liefdes- en slaapliedjes als ook ‘helende’ liedjes uit 315 culturen. Geen bekende nummers uit de hitlijsten, maar liedjes met zang uit (voornamelijk) kleinschalige samenlevingen. Vervolgens legden ze de nummers langs een meetlat van eigenschappen zoals accent, maatsoort, intervallen (toonsafstanden) en functie van de liedjes. Zo konden ze de nummers omzetten naar data en ze met elkaar vergelijken. Daarnaast vroegen ze maar liefst 29.357 mensen uit verschillende landen, zowel muziekexperts als leken, te beoordelen in welke van de vier categorieën de muziekbestanden hoorden. 

‘Nu blijkt dat er meer overeenkomsten dan verschillen bestaan tussen muziek uit allerlei culturen’, zegt Henkjan Honing, hoogleraar muziekcognitie aan de Universiteit van Amsterdam – niet bij de studie betrokken. ‘Blijkbaar hoef je de cultuur en muziek niet te kennen om toch te kunnen zeggen waarvoor de muziek wordt gebruikt.’ Als voorbeeld noemt hij Slaap, kindje slaap. ‘Dat wordt getypeerd door twee niveaus van accenten. Je voelt zowel een tweedelige als een driedelige maat. Daardoor ontstaat een soort schommelende, geruststellende cadans die typerend is voor slaapliedjes over de hele wereld.

Dat we die overeenkomsten herkennen in bijvoorbeeld slaapliedjes in alle culturen, komt volgens Honing door een ‘biologische aanleg’ voor muziek in de hersenen van de mens. Die zorgen ervoor dat mensen muziek op dezelfde manier produceren en beleven. ‘Dat is natuurlijk wel een beetje in tegenspraak met het wijdverspreide idee dat culturen juist uniek zijn, maar blijkbaar is de biologische aanleg voor muziek in mensen dermate vergelijkbaar dat de muziek daardoor ook uit dezelfde patronen bestaat’, aldus Honing.

Hoewel hoogleraar Honing zeer te spreken is over de nieuwe studie, plaatst hij ook een kanttekening: ‘De wetenschappers claimen dat tonaliteit waarschijnlijk óók universeel is, maar daar ben ik niet zo zeker van.’ De term ‘tonaliteit’ wordt in deze studie gebruikt voor het idee dat bepaalde tonen een centrale functie hebben en dat daaraan ook een bepaald verwachtingspatroon van de luisteraar is gekoppeld, bijvoorbeeld wanneer de laatste toon van het liedje klinkt. ‘Of het duiden van tonaliteit in muziek aangeleerd of biologisch bepaald is, blijft ook na deze analyses onduidelijk.’

Zie tevens Hendrik Spiering in het NRC en een eerdere blog.

Mehr, S. A., Singh, M., Knox, D., Ketter, D. M., Pickens-Jones, D., Atwood, S., … Glowacki, L. (2019). Universality and diversity in human song. Science, 366 (21 November 2019), 1–17.