音乐在我们的生活中是一个不可或缺的元素,而我们却对这一司空见惯的现象知之甚少。通过多学科融合,将生理学、心理学、神经科学与信号处理等多个领域相结合,去探索音乐的脑机制,不仅可以加深对人类的“音乐性”的理解,更可以以此作为突破口探索大脑的认知过程。本文以MMN实验范式作为研究手段,探讨了音色这个音乐中最为复杂以及了解最少的属性,在大脑中感觉与认知的神经过程,并通过与脑电信号处理中的源定位成像方法相结合,进一步研究音色感知在大脑中的激活区域。通过实验研究与结果分析,本文得到的结论如下:首先,本研究证明了ERP中的P2成分的幅度与频谱正相关,即频谱复杂程度较高的乐器音,其诱发的P2大于频谱复杂程度较低的纯音所诱发的P2成分。其次,通过对音色MMN的提取与分析,我们证明了音色在听觉记忆中是自动编码的。音色,类似于其他的音乐属性如音高、音强与音速等在感觉记忆是自动加工。再次,通过引入适当的控制组到MMN的实验中,我们研究了这种优化范式下的音色MMN,发现了在传统范式下由于不同音色属上的差异引起的神经折射状态不同,从而使得MMN混杂了N1成分,导致了对MMN的偏差估计;而在优化范式下由于去除了这一因素的影响,提取的MMN能够单纯地反应听觉记忆中基于记忆模板失匹配机制的神经过程,此时MMN更加纯粹,有效。同时,对这两种实验范式下的LORETA源定位分析也证实了N1是混杂在MMN的早成分,而且N1与“真正的MMN”的神经发生源的位置并不相同,这种基于记忆模板的MMN具有右侧半球优势。最后,本文研究也一定程度上支持了音色感知的右半球优势的猜想。由于MMN在反映听觉记忆中自动加工的神经过程时也携带了大脑对于声音属性进行处理的信息,因此本文发现在优化范式下MMN的右侧激活大于左半球,也从侧面对音色的大脑偏侧性研究提供了一定证据。