"180BPM的心率Tempo"
音乐与超慢跑的完美融合
引言
180超慢跑作为一种新兴的低强度、高效率跑步方法，凭借其每分钟180次的稳定步伐频率和诸多健康益处，逐渐在运动领域崭露头角。该方法不仅适合初学者和体能有限的人群，也满足了希望通过适量运动改善健康状况但又担心运动过量的群体的需求，因此在全球范围内变得越来越流行。
在此基础上，上海音乐学院人工智能音乐疗愈重点实验室结合了180超慢跑的概念，并融合了AI大模型、光声融合等先进技术，推出了一种全新的音乐疗愈与运动结合的模式。我们将音乐融入进来，为运动实践提供了一种创新的辅助手段。音乐不仅帮助调整步频，使运动者更轻松地维持每分钟180步的匀速跑动，还能通过不同风格的音乐进一步促进运动表现，增强运动的乐趣和效果。
一、180超慢跑的积极作用
#1. 180超慢跑的起源与定义#
2006年，一位拥有超过20年跑步经验的运动科学专家田中宏晓教授发表了《超慢跑：更长寿、更健康、更快乐的简单方法》一书，首次提出了“超慢跑”的概念，并详细阐述了其定义、原理、训练方法和益处。180超慢跑是一种低强度有氧运动，特点是慢节奏、小步幅，每分钟步频约为180步，适合各年龄层，能有效控制心率同时减少对膝盖的冲击。
#2. 180超慢跑的益处与注意事项#
180超慢跑作为一种低强度的有氧运动，具有诸多益处。首先，它可以有效提高心肺功能，增加心肺耐力，改善慢性病，提高睡眠质量，从而提升整体健康水平。其次，超慢跑的速度较慢，对身体的冲击力小，适合初学者和久未运动的人逐步适应更高强度的训练。对于体重较大者和中老年人来说，超慢跑对膝盖友好，是一种理想的运动方式。在寒冷的冬季，超慢跑通过降低速度可以有效调节心率，使运动更加舒适。[1]此外，正确的跑步姿势也至关重要。保持身体挺直，放松肩膀，膝盖微弯，脚步轻盈，手臂自然摆动，前脚掌先着地，这些细节不仅有助于提高超慢跑的效率，还能减少受伤风险，使运动更加安全和舒适。
二、音乐节拍与步频控制
在慢跑过程中，步频的控制是提升运动效率和减少运动损伤的关键。研究表明，170至190步/分钟的步频最节省能量且高度耐受。[2]音乐能够提供稳定节奏参照，帮助精确控制步频，提升运动效率。音乐的旋律和律动也能分散运动者的注意力，减少疲劳感，使运动更愉悦。
#1. 音乐能有效辅助控制和优化
180超慢跑的步频#
音乐节奏与运动同步已被科学研究证实对提升运动表现具有积极作用。180BPM的音乐通过心理、生理和心理生理三种机制影响运动表现，包括健康、认知、情绪和行为领域，以及运动代谢和自主神经刺激的控制。音乐节奏作为外部时间线索，帮助运动者同步动作，提高运动效率和节奏感。特别是180BPM的音乐，与理想跑步步频相匹配，有助于维持稳定且有效的步伐。
#2. 音乐能够提升运动表现和耐力#
音乐通过多种机制提升运动表现和耐力。首先，音乐激发积极情绪，增强运动者的兴奋度和愉悦感，提高运动动力。
图片来源：Blood, A. J., & Zatorre, R. J. (2001). Intensely pleasurable responses to music correlate with activity in brain regions implicated in reward and emotion. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(20), 11818-11823.
此外，音乐能够分散注意力，减轻疲劳感。音乐的同步应用通过改善情绪、增加运动乐趣和力量感来提高运动表现。音乐的动机性质对缓解疲劳症状有显著影响。[3]
在生理层面，音乐可能通过增加大脑中对生理唤醒、情绪和感知很重要的区域的活动，如左额下回和岛叶皮层的激活增加，来提高认知处理速度和运动组织。音乐还能通过影响心率、呼吸频率等生理参数，间接提高运动耐力和表现。
三、不同风格音乐对脑电波及
人体健康的影响
#1. 音乐风格与脑电波的关系#
脑波，即脑电图（EEG）记录下的大脑神经元活动时产生的电信号波动，是反映大脑状态和功能的重要指标。人脑主要有五种不同的脑波：α波、β波、γ波、δ波和θ波。
不同风格的音乐对脑电波有不同的影响，例如：古典音乐通常能够增加大脑的α波，使人处于放松和专注的状态；流行音乐可以增加大脑的β波，使人处于警觉和活跃的状态；自然声音（如鸟鸣、流水声）可以增加大脑的θ波，使人处于深度放松和冥想的状态。
因此，我们制作了各种风格的bpm为180的音乐，旨在通过音乐的律动来调节和优化大脑的脑波活动。这种方法基于音乐疗愈的概念，即音乐能够通过改善情绪有效促进生理疾病的康复，具有普适性、易操作性、无副作用等优点，能够激发更强烈的情绪，与个体情绪状态具有高度一致性。通过这种音乐疗愈的方式，我们力求提高个体的认知功能、情绪状态和身体健康，达到一加一大于二的作用。
章锦韵 古琴
曹然 笙
黄靖纯 大提琴
周阳霏 古筝
对上海音乐学院演奏家们演奏不同风格和情绪的作品进行采样，同时实时监测心率，为我们后续的研究提供数据。
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这首作品主要风格为Drum and Bass（DnB），速度稳定在180 BPM，整体鼓组由高节奏的碎拍组成，搭配深沉的sub bass以及丰富多彩的电子音色，创造出一种既激烈又富有层次感的音乐体验。此外，通过加入白噪音和40赫兹的双耳节拍作为背景元素，该曲目不仅增强了听觉上的复杂性和沉浸感，还在大脑中创造了一种特殊的感知环境，有助于提高专注力和认知功能。
02
这首音乐作品以180BPM的节奏为基础，融合了多种电子舞曲等风格，以故障音乐元素中的鼓组作为核心节奏，加入了民族乐器等点缀色彩。帮助听者在跑步运动中找到律动感与节奏感。
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这首“environment garage”风格的作品，以其180BPM类UK garage的鼓组结合鸟叫、pad等环境声，通过在鼓组中使用低切和低通滤波来实现淡入淡出效果，创造出既舒适又充满动感的氛围音乐。这种音乐不仅能够帮助跑者维持稳定的节奏，其自然元素还能减轻心理压力，提升跑步的乐趣与持久性，使运动更加轻松愉悦。
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这首音乐作品以180BPM的节奏为基础，融入了Ambient DnB的风格，专为超慢跑设计。它将充满氛围的背景音效与动感的鼓点结合，通过低沉的低音、流动的旋律和细腻的节奏变化，营造出一种既放松又激励的氛围。尽管节奏快速，但由于是为超慢跑量身定制，整体听感依然带有一种沉浸感和渐进感，帮助听者在运动中找到节奏感与心境的平衡，仿佛在时间的流逝中找到自己的步伐。
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这首作品主要是以原声舞曲和融合了Afro beats、Jersey Club等多种电子元素的电子舞曲组合而成。作品先从原声脚鼓结合着沙锤、吉他进入轻松舒适的跑步氛围。随着运动的进行，较为跌宕起伏的曲风也是在模仿跑步者的心境和状态。尝试为作品提供完整、科学的音乐结构，帮助跑者获得健康、生态的有氧运动体验。
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这首作品融合了hiphop、trap与ambient风格，以富有律动性的鼓点配合民乐器，创造出全新的听感。加入类似40Hz的pad与环境声，不仅增强了音乐氛围感，其低频振动还有助于同步跑步者的步伐节奏，提升运动体验和效率，使跑步更加轻松愉悦。
在此基础上，我们设计了研究以评估不同风格音乐对跑步者运动表现及心理状态的影响。数据采集方面，我们使用Muse 2无线脑电图仪监测受试者的脑电波变化，重点分析α波（8-12 Hz）与β波（13-30 Hz）的变化，分别用以反映放松和专注状态以及警觉和认知功能。此外，我们还收集了生理指标，包括跑步时的心率变化，并通过主观疲劳评分（1-10分）来量化受试者的疲劳感。通过上述方法，在展开后续研究时，结合人工智能算法，力求全面了解音乐如何影响跑步者的运动效率、情绪状态和耐力表现。通过人工智能算法处理和分析大量的生物信号数据，识别出音乐对跑步者心理和生理状态的潜在影响模式。
#2. 音乐与心率、神经激活及代谢反应#
在上海音乐学院小号副教授李德钦的采访中，他指出，在吹奏邮号演奏如马勒《第三交响曲》等复杂曲目时，演奏者会降低心率以使安静旋律的演绎更符合情绪，演奏者需特别关注安静旋律的演绎。李得钦解释说，演奏者必须先降低心率，因为心率的变化会直接影响音色。心率降低后，颤音频率也随之减缓，显示出平静音乐与心率间的直接联系。这种心率与音乐的同步效应，不仅影响音色，也与音乐治疗中通过调整心率来改善情绪和心理状态的原理相呼应。
同样地，在采访上海音乐学院声乐歌剧系教授陈剑波时，他表示，当演唱作品时，心率会受到音乐内在情绪的推动而变化，例如，在演唱《那就是我》《我爱这土地》这类情感充沛的作品时，歌曲的高潮部分要求演唱者投入巨大的情感和体力。此时，心率往往会显著上升，达到120到140次/分钟甚至更高。而无论是中国作品如《嘉陵江上》还是外国作品如《今夜无人入睡》（Nessun Dorma）或《星光灿烂》（E Lucevan le Stelle），这些作品的高潮部分都需要演唱者通过强烈的内心情感来驱动。在这种情况下，心率会随着音乐的不断推进而逐渐加快，最终在最高潮处达到顶峰。这不仅反映了身体机能，更与其内心情绪的共鸣密切相关。这种共鸣甚至能影响听者，使他们的心率也发生相应变化。因此可以说，演奏者的心率变化、音乐表达以及听者的听觉、心理感受都是同频共振的。
上海音乐学院副教授汤晓风指出，演奏《春江花月夜》等慢速旋律作品时，演奏者心率平稳，有助于动作连贯和音乐意境的表达。而演奏《十面埋伏》等激烈舞曲时，由于演奏技术复杂，对双手配合要求严密，音乐旋律激烈，心率加快，有助于技术动作的组织和风格表达。汤晓风强调，成熟演奏家能根据音乐风格调整心理状态，影响心率，以满足不同技术要求。
综上，无论是器乐演奏还是声乐演唱，心率的变化都是至关重要的。三位专家的观点共同揭示了音乐表演中不可或缺的心率调节技巧。通过控制心率，演奏者不仅能够优化音色和情感表达，还能更好地应对不同音乐风格的技术挑战，提升整体艺术表现力。这种心率与音乐表现之间的紧密联系，不仅展示了音乐作为一门艺术的独特魅力，也为音乐疗愈提供了理论依据和实践指导。
图片来源：Wordvice Editing Services.(2024, February). Tracking Yuja Wang’s Heartbeats: Rachmaninoff Marathon. Carnegie Hall.[Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=SuA9l77ODbs
在探讨音乐对心率的影响时，著名钢琴家王羽佳的观点也与前文观点不谋而合。她认为，音乐中的同频现象不仅体现在心跳速度等生理表征上，更深入到心理层面的感性联结。[4]“所谓的人与人之间的同频，实际上就是心领神会、同知同感。在我看来，同频完全是一种心灵感应现象。”这种观点在运动实践中得到了体现：当跑者选择180BPM的音乐来配合跑步节奏时，不仅是心脏跳动与音乐节拍同步，更是情感和精神状态与音乐产生共鸣。
图片来源：周临舒, 赵怀阳, & 蒋存梅. (2017). 音乐表演训练对神经可塑性的影响——元分析研究。《心理科学进展》
此外，音乐对大脑的激活和代谢反应有着显著的影响。研究表明，音乐能够激活大脑的多个区域，包括听觉皮层、边缘系统和前额叶皮质等。音乐通过这些区域的激活，不仅能够引发情感反应，还能改善认知功能和记忆能力。[5]
在代谢反应方面，音乐也被发现可以影响人体的生理状态。听音乐可以降低心率、血压和应激激素水平，从而减轻压力和焦虑。此外，音乐还能促进内啡肽的释放[6]，这是一种天然的镇痛剂和情绪调节物质，有助于提高整体的幸福感和舒适感。另一项研究发现，音乐干预可以改善糖尿病患者的血糖控制[7]，这也能够表明音乐对代谢过程具有积极影响。
因此，鉴于音乐对生理状态和代谢过程的正面作用，它也被视为一种潜在的辅助治疗方法。复旦大学附属华山医院心内科包丽雯副主任医师医学博士指出，近年来，随着“heart brain axis”（心脏-大脑轴）研究的兴起，我们对心血管疾病的认识更加深入。特别是在高血压防治领域，面对中青年人群中高血压患病率的不断增加，以及工作压力导致交感神经张力增加这一趋势的重要原因，日常生活中简单易行的方法来调节交感神经张力以舒缓压力，并进而辅助治疗高血压成为了一个值得探讨的话题。由于音乐已被证明对脑功能区产生有益影响，有助于舒缓压力和改善睡眠，科学家们进一步发现，利用音乐调节神经系统可以实现辅助降压的效果。这种方法与正念治疗一样，被写入了高血压诊疗指南，强调了音乐作为一种非药物干预手段，在现代医疗中的重要性和应用潜力。
四、音乐与超慢跑的创新结合
180超慢跑与音乐的结合显著提升了运动的乐趣和效果。音乐不仅增强了运动的感染力，还帮助跑者更好地控制节奏和步频，提高运动表现并减轻疲劳。在起跑、释放和冷却三个阶段，不同类型的音乐对跑步体验有不同的影响。研究表明，音乐不仅能提升运动期间的表现，还能促进运动后的恢复。快节奏音乐可以增加心输出量，而舒缓的音乐则有助于心跳平复，加快身体恢复，使补水和营养吸收更快恢复正常。
随着健康意识的增强，越来越多的人开始重视身体锻炼。音乐慢跑让锻炼变得更加有趣和充满活力，不仅激励了身体表现，还塑造了良好的心理状态。随着技术的进步和人们对健康生活方式的追求，音乐与超慢跑的结合有望带来更多的心理与生理上的双重益处。
结论
综上所述，音乐与180超慢跑的结合是一种创新的训练方法，音乐与超慢跑的结合为运动者提供了一种全新的体验，它不仅让跑步变得不再单调，还有助于提升运动表现和身体健康，是一种心理和生理上都得到增强的锻炼方式。
复旦大学信息科学与工程学院林燕丹教授长期从事光的人体生物功能效应的研究，她指出，新型的光声融合技术通过同步的视觉和听觉刺激来增强人体对音乐节奏的感知和响应能够进一步增强人体对音乐节奏的感知和响应，有利于进一步引导和调节心率。例如，通过在跑步机前设置与音乐节奏同步的光效，跑步者可以更直观地感受到每分钟180次的步频，从而更容易地维持这一节奏。这种同步的视觉和听觉反馈可以增强跑步者对步频的感知，减少心率的波动，使运动更加高效和安全。
此外，光声融合技术还能通过影响大脑的神经激活模式来调节心率。音乐和光效的同步刺激可以激活大脑的多个区域，包括与情绪和认知功能相关的区域，从而影响心率和情绪状态。这种技术的应用为音乐与运动的结合、提升运动效率和安全性提供了新的视角，也为运动科学和音乐疗愈领域带来了新的研究机会。
我们旨在探索音乐与运动实践相结合的创新模式，将不同风格的180BPM音乐融入到180超慢跑中可以有效实现多方面的好处。首先，它提高了步频控制和运动效率，使得维持每分钟180步的匀速跑动更加轻松自然，有助于跑者保持最佳运动状态。其次，通过播放不同类型的音乐，如古典、流行、电子及自然音等，可以根据个人喜好调节情绪状态，提升放松或警觉感，从而优化心理准备与恢复过程。再者，研究发现这种结合方式还能显著降低主观疲劳感，延长跑步耐力，使跑者能够在更长时间内保持高效运动。
展望未来，智能穿戴设备的普及和技术的发展将进一步推动音乐与180超慢跑的结合，进入一个更加个性化和智能化的新阶段。结合后续研发的AI大模型和多模态数据处理技术，智能手表或智能手环不仅能实时监测跑者的心率、步频等生理指标，还能深度分析跑者的情绪状态、运动习惯和环境因素。基于这些综合数据，系统将能够智能推荐最匹配的音乐类型，以更好地适应跑者的当前状态和需求。
音乐与180超慢跑的结合不仅为跑者提供了科学、高效、有趣的运动方式，还真正实现了“一加一大于二”的创新效果。这表明，适配的音乐不仅仅是背景声音，而是成为了运动实践中不可或缺的一部分，对提升整体运动体验有着不可忽视的作用。
参考文献：
[1]生命时报. (2024, 12月6日). 超慢跑几乎适合所有人.
[2]陶诗秀.(2023).设定180:每天节拍超慢跑. 家庭医学(03),37.
[3]Blood, A. J., & Zatorre, R. J. (2001). Intensely pleasurable responses to music correlate with activity in brain regions implicated in reward and emotion. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(20), 11818-11823.
[4]谷宇飞. (2024年6月28日). 王羽佳的“心跳实验”. 音乐周报.
[5]Koelsch, S. (2014). Brain correlates of music-evoked emotions. Nature Reviews Neuroscience, 15(3), 170-180.
[6]Chanda, M. L., & Levitin, D. J. (2013). The neurochemistry of music. Trends in Cognitive Sciences, 17(4), 179-193.
[7]Hirokawa, E., & Ohira, H. (2003). The effects of music listening after a stressful task on immune functions, neuroendocrine responses, and emotional states in college students. Journal of Music Therapy, 40(3), 189-211.
供稿：孙令晔、孙颢瑜
指导：刘灏、徐真德、陈桦、林燕丹、包丽雯
编辑：肖涵
来源：转载自上音人工智能音乐疗愈重点实验室公众号
编辑：肖阳
审核：张卓
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