DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyg.2026.1699832
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41756501
تاريخ النشر: 2026-02-11
المؤلف: Diana R. Dansereau وآخرون
الموضوع الرئيسي: علوم الأعصاب وإدراك الموسيقى
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في الاستجابات القلبية الوعائية للأطفال الصغار تجاه المحفزات الموسيقية في بيئة طبيعية، وتحديداً خلال دروس الموسيقى في مرحلة الطفولة المبكرة. كانت أهداف البحث توثيق معدل ضربات القلب (HR) وتباين معدل ضربات القلب (HRV) بين سبعة أطفال تتراوح أعمارهم بين 3-5 سنوات على مدى ثمانية أسابيع من جلسات مدتها 30 دقيقة. أشارت النتائج إلى تزامن معدل ضربات القلب بين المشاركين استجابةً للمحتوى الموسيقي. ومن الجدير بالذكر أن معدل ضربات القلب كان أقل بكثير أثناء التعرض لموسيقى غير مألوفة مقارنة بالموسيقى المألوفة والمراحل الانتقالية؛ ومع ذلك، لم يكشف نموذج اللوحة الخطية ذات التأثيرات العشوائية عن اختلافات كبيرة في متوسطات معدل ضربات القلب عبر هذه الظروف.
يوصي المؤلفون بإجراء أبحاث مستقبلية لاستخدام نماذج تحليلية أكثر تطوراً لتفسير الارتباط التسلسلي والاتجاهات في بيانات معدل ضربات القلب بشكل أفضل. كما يقترحون دمج تكنولوجيا مراقبة معدل ضربات القلب المستمرة المناسبة للبيئات الطبيعية وضرورة تضمين حجم عينة أكبر لاستكشاف العلاقة بين تغييرات معدل ضربات القلب وألفة المادة الموسيقية بشكل أعمق.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث العلاقة بين الانخراط الموسيقي والعديد من الوظائف المعرفية خارج الموسيقى، مثل مهارات اللغة والوظائف التنفيذية، بما في ذلك التحكم المثبط والذاكرة العاملة. تفترض أن العمليات العصبية المشتركة قد تكون وراء كل من الوظائف الموسيقية والمعرفية خارج الموسيقى. يركز البحث بشكل رئيسي على السمع، وهي العملية العقلية التي تتعلق بالاحتفاظ وفهم الأصوات، والتي يُعتقد أنها مرتبطة بقدرة الموسيقى والإنجاز. يتم تسليط الضوء على الانتباه، وخاصة الانتباه الانتقائي والتحكم المثبط، كأمر حاسم للسمع الفعال، مع وجود أدلة تشير إلى أن الانتباه المركز يمكن ملاحظته في الأطفال أثناء المهام الموسيقية.
يقترح المؤلفون أن التغيرات القلبية الوعائية، مثل معدل ضربات القلب (HR) وتباين معدل ضربات القلب (HRV)، قد تصاحب انتباه الأطفال للمحفزات الموسيقية غير المألوفة، مشابهة للاستجابات الملاحظة مع المحفزات البصرية الجديدة. تهدف هذه الدراسة إلى استكشاف ما إذا كانت مثل هذه المؤشرات الفسيولوجية موجودة في الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة خلال دروس الموسيقى في مرحلة الطفولة المبكرة، مع التركيز على العلاقة بين HR/HRV وألفة المادة الموسيقية. يمكن أن تعزز النتائج فهم إدراك الأطفال الصغار للموسيقى والمعرفة، فضلاً عن إبلاغ الأبحاث المستقبلية حول آثار الانخراط الموسيقي على السمع.
الطرق
أُجريت هذه الدراسة في مركز رعاية أطفال تابع لجامعة في شمال شرق الولايات المتحدة، بمشاركة سبعة أطفال تتراوح أعمارهم بين 44 إلى 69 شهراً. لم يتم تحديد المشاركين، الذين يتكونون من فتاتين وخمسة أولاد من خلفيات عرقية متنوعة، على أنهم بحاجة إلى خدمات تعليمية خاصة. على مدى ثمانية أسابيع، شارك الأطفال في دروس موسيقية أسبوعية مدتها 30 دقيقة يقودها المؤلف الأول، الذي قدم نماذج سلوكية موسيقية وسهل تفاعلات موسيقية فردية. استند المنهج الدراسي إلى الأدبيات الموجودة حول الانخراط الموسيقي في مرحلة الطفولة المبكرة وشمل مواد موسيقية متنوعة، مع التركيز على تقليل اللغة المنطوقة لتعزيز التجارب السمعية. تضمنت الدروس أنماط موسيقية ومقاييس وإيقاعات متنوعة، مع ضمان المساواة بين الجنسين في المحتوى المختار.
أشارت نتائج الدراسة إلى أن تباين معدل ضربات القلب (HRV) ظل مستقراً نسبياً طوال الجلسات، مع تقلبات طفيفة. ومع ذلك، واجه التحليل قيوداً بسبب الأخطاء المحتملة في الارتباط الزمني. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية لاستخدام نماذج تحليلية أكثر تطوراً، مثل نماذج الفضاء الحالة أو الشبكات العصبية، لفهم ديناميات معدل ضربات القلب استجابةً للمحفزات الموسيقية بشكل أفضل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يوفر استكشاف تزامن معدلات ضربات القلب بين المعلم والأطفال، بالإضافة إلى فحص الاستجابات القلبية الوعائية خلال الحلقات الموسيقية المألوفة مقابل غير المألوفة، رؤى أعمق حول تأثيرات الموسيقى على الانخراط الفسيولوجي والمعرفي للأطفال الصغار. تعترف الدراسة بحجم عينتها الصغيرة وتقترح أن الدراسات الأكبر متعددة الفصول ستعزز من قابلية تعميم النتائج.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى أن متوسط معدل ضربات القلب للمشاركين خلال جمع البيانات تباين بشكل كبير، حيث تراوح بين 103.43 إلى 121.70 نبضة في الدقيقة، مع متوسط إجمالي قدره 112.16 نبضة في الدقيقة. عند تحليل معدلات ضربات القلب المجمعة للأطفال عبر أسابيع مختلفة، تباينت متوسطات معدلات ضربات القلب بين 108.32 نبضة في الدقيقة في الأسبوع الخامس و122.53 نبضة في الدقيقة في الأسبوع الرابع، مما أسفر عن متوسط إجمالي قدره 112.78 نبضة في الدقيقة. ومن الجدير بالذكر أن متوسطات معدلات ضربات القلب المسجلة خلال 21 أغنية/ترنيمة تباينت، حيث كانت الأدنى خلال “أنا حوت ناروال” والأعلى خلال “اهتزازة”.
فيما يتعلق بتباين معدل ضربات القلب، أظهر المشاركون تباينات تتراوح بين 78.34 إلى 206.31، مع متوسط إجمالي قدره 99.46. عند تجميع تباينات معدل ضربات القلب للأطفال حسب الفصل، تراوحت التباينات بين 88.62 في الأسبوع الثاني إلى 208.02 في الأسبوع السادس، مما أسفر عن متوسط إجمالي قدره 129.17. أظهر تحليل تباينات معدل ضربات القلب خلال الأغاني/الترانيم أن أدنى تباين حدث خلال “سمكة ذهبية”، بينما تم تسجيل أعلى تباين خلال “مرحباً”. تسلط هذه النتائج الضوء على الطبيعة الديناميكية لاستجابات معدل ضربات القلب لدى الأطفال خلال الأنشطة الموسيقية.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الاستجابات الفسيولوجية للأطفال الصغار تجاه المحفزات الموسيقية الجديدة، بناءً على دراسات أساسية مثل دراسة هيوز وهوت (1979)، التي وثقت كبح تباين معدل ضربات القلب (HRV) أثناء استكشاف الأشياء غير المألوفة. يشير المؤلفون إلى أنه بينما ربطت الأبحاث السابقة باستمرار بين انخفاض معدلات ضربات القلب والمحفزات الجديدة عبر سياقات مختلفة، بما في ذلك الموسيقى، فإن الاستجابات القلبية الوعائية المحددة للأطفال الصغار تجاه الألفة الموسيقية لا تزال غير مستكشفة بشكل كافٍ. جمعت الدراسة بيانات شاملة عن معدل ضربات القلب (28,995 نقطة بيانات) من الأطفال المشاركين في دروس الموسيقى، كاشفة عن أنماط توافق معدل ضربات القلب بين المشاركين استجابةً للمحتوى الموسيقي. ومن الجدير بالذكر أن أعلى معدلات ضربات القلب تم تسجيلها خلال الأنشطة البدنية، بينما لوحظت معدلات أقل خلال تقديم الأغاني الجديدة.
أظهر تحليل التباين وجود اختلافات كبيرة في معدلات ضربات القلب خلال الموسيقى غير المألوفة مقارنة بالحالات المألوفة والانتقالية، ومع ذلك، لم يؤكد نموذج اللوحة الخطية ذات التأثيرات العشوائية هذه الاختلافات كاختلافات ذات دلالة إحصائية. أشارت تحليل قيمة S إلى أن عدم وجود اختلاف كبير كان غير متوقع إلى حد ما، مما يدل على الحاجة إلى مزيد من التحقيق في العلاقة بين استجابات معدل ضربات القلب والألفة الموسيقية. بشكل عام، تشير النتائج إلى أنه على الرغم من وجود اتجاهات ملحوظة في معدلات ضربات القلب للأطفال استجابةً للمحفزات الموسيقية، فإن العلاقة بين معدل ضربات القلب والألفة والانتباه في بيئة طبيعية تتطلب مزيداً من البحث للوصول إلى استنتاجات نهائية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyg.2026.1699832
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41756501
Publication Date: 2026-02-11
Author(s): Diana R. Dansereau et al.
Primary Topic: Neuroscience and Music Perception
Overview
This study investigates the cardiovascular responses of young children to musical stimuli in a naturalistic setting, specifically during early childhood music classes. The research aimed to document heart rate (HR) and heart rate variability (HRV) among seven children aged 3-5 over eight weeks of 30-minute sessions. The findings indicated a synchronization of HR among participants in response to the musical content. Notably, HR was significantly lower during exposure to unfamiliar music compared to familiar music and transitional phases; however, a random effects linear panel model did not reveal significant differences in HR means across these conditions.
The authors recommend future research to utilize more sophisticated analytical models to better account for the serial correlation and trends in HR data. They also suggest the integration of continuous heart rate monitoring technology suitable for naturalistic environments and the inclusion of a larger sample size to further explore the relationship between HR changes and the familiarity of musical material.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the relationship between musical engagement and various extramusical cognitive functions, such as language skills and executive functions, including inhibitory control and working memory. It posits that shared neural processes may underlie both musical and extramusical cognitive functions. A key focus is on audiation, the mental process of holding and understanding sounds, which is theorized to be linked to music aptitude and achievement. Attention, particularly selective attention and inhibitory control, is highlighted as crucial for effective audiation, with evidence suggesting that focused attention can be observed in children during musical tasks.
The authors propose that cardiovascular changes, such as heart rate (HR) and heart rate variance (HRV), may accompany children’s attention to unfamiliar musical stimuli, similar to responses observed with novel visual stimuli. This study aims to explore whether such physiological indicators are present in preschoolers during early childhood music classes, specifically examining the relationship between HR/HRV and the familiarity of musical material. The findings could enhance understanding of young children’s music perception and cognition, as well as inform future research on the effects of musical engagement on audiation.
Methods
This study was conducted at a university-affiliated childcare center in the northeastern United States, involving seven children aged 44 to 69 months. The participants, consisting of two girls and five boys from diverse racial backgrounds, were not identified as needing special learning services. Over eight weeks, the children participated in weekly 30-minute music classes led by the first author, who modeled musical behaviors and facilitated one-on-one musical interactions. The curriculum was informed by existing literature on musical engagement in early childhood and included diverse musical materials, with a focus on minimizing spoken language to enhance auditory experiences. The classes incorporated various musical modes, meters, and tempi, while also ensuring gender equity in the selected content.
The study’s findings indicated that heart rate variability (HRV) remained relatively stable throughout the sessions, with minor fluctuations. However, the analysis faced limitations due to potential time correlation errors. Future research is recommended to employ more sophisticated analytical models, such as state-space models or neural networks, to better understand heart rate dynamics in response to musical stimuli. Additionally, exploring the synchronization of heart rates between the instructor and children, as well as examining cardiovascular responses during familiar versus unfamiliar musical episodes, could provide deeper insights into the effects of music on young children’s physiological and cognitive engagement. The study acknowledges its small sample size and suggests that larger, multi-class studies would enhance the generalizability of the findings.
Results
The results of the study indicate that the average heart rate of participants during data collection varied significantly, ranging from 103.43 to 121.70 beats per minute, with a grand mean of 112.16 bpm. When analyzing the pooled heart rates of children across different weeks, the average heart rates fluctuated between 108.32 bpm in Week 5 and 122.53 bpm in Week 4, yielding a grand mean of 112.78 bpm. Notably, the mean heart rates recorded during the 21 songs/chants varied, with the lowest observed during “I am a Narwhal” and the highest during “A Shake.”
In terms of heart rate variability, the participants exhibited variances ranging from 78.34 to 206.31, with a grand mean of 99.46. When pooling the children’s heart rate variances by class, the variances ranged from 88.62 in Week 2 to 208.02 in Week 6, resulting in a grand mean of 129.17. The analysis of heart rate variances during the songs/chants revealed that the lowest variance occurred during “Goldfish,” while the highest was recorded during “Hello.” These findings highlight the dynamic nature of heart rate responses in children during musical activities.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the physiological responses of young children to novel musical stimuli, building on foundational studies such as Hughes and Hutt (1979), which documented heart rate variability (HRV) suppression during exploration of unfamiliar objects. The authors note that while previous research has consistently linked decreased heart rates to novel stimuli across various contexts, including music, the specific cardiovascular responses of young children to musical familiarity remain underexplored. The study collected extensive heart rate data (28,995 data points) from children engaged in music classes, revealing patterns of heart rate alignment across participants in response to musical content. Notably, the highest heart rates were recorded during physically engaging activities, while lower rates were observed during the introduction of novel songs.
The analysis of variance indicated significant differences in heart rates during unfamiliar music compared to familiar and transitional states, yet the random effects linear panel model did not confirm these differences as statistically significant. The S-value analysis suggested that the lack of significant difference was somewhat unexpected, indicating a need for further investigation into the relationship between heart rate responses and musical familiarity. Overall, the findings suggest that while there are observable trends in children’s heart rates in response to musical stimuli, the relationship between heart rate, familiarity, and attention in a naturalistic setting requires additional research to draw definitive conclusions.