Human behavior is inherently multimodal and relies on sensorimotor integration. This is evident when pianists exhibit activity in motor and premotor cortices, as part of a dorsal pathway, while listening to a familiar piece of music, or when naïve participants learn to play simple patterns on the piano. Here we investigated the interaction between multimodal learning and dorsal-stream activity over the course of four weeks in ten skilled pianists by adopting a naturalistic data-driven analysis approach. We presented the pianists with audio-only, video-only and audiovisual recordings of a piano sonata during functional magnetic resonance imaging (fMRI) before and after they had learned to play the sonata by heart for a total of four weeks. We followed the learning process and its outcome with questionnaires administered to the pianists, one piano instructor following their training, and seven external expert judges. The similarity of the pianists’ brain activity during stimulus presentations was examined before and after learning by means of inter-subject correlation (ISC) analysis. After learning, an increased ISC was found in the pianists while watching the audiovisual performance, particularly in motor and premotor regions of the dorsal stream. While these brain structures have previously been associated with learning simple audio-motor sequences, our findings are the first to suggest their involvement in learning a complex and demanding audiovisual-motor task. Moreover, the most motivated learners and the best performers of the sonata showed ISC in the dorsal stream and in the reward brain network.

人类行为本质上是多模式的，并且依赖于感觉运动的整合。当钢琴演奏者在听熟悉的音乐时表现出运动和运动前皮层活动（作为背侧通路的一部分），或者幼稚的参与者学会在钢琴上弹奏简单图案时，这是显而易见的。在这里，我们通过采用自然数据驱动的分析方法，调查了十名熟练的钢琴家在四个星期的过程中多模式学习与背流活动之间的相互作用。我们向钢琴演奏者提供了在功能磁共振成像（fMRI）期间钢琴演奏奏鸣曲的纯音频，纯视频和视听记录，之前和之后，他们学会了用心演奏奏鸣曲共四个星期。我们按照向钢琴演奏者发放的问卷调查了学习过程及其结果，经过培训的一名钢琴讲师，以及七名外部专家法官。在学习前后，通过受试者间相关性（ISC）分析检查了钢琴演奏者在刺激演示过程中大脑活动的相似性。学习后，在观看音像表演的钢琴演奏者中，特别是在背溪的运动和运动前区域，发现钢琴演奏者的ISC增加。虽然这些大脑结构以前曾与学习简单的视听运动序列有关，但我们的发现首次表明它们参与了学习复杂而苛刻的视听运动任务的过程。此外，奏鸣曲中最有动力的学习者和表现最好的人在背流和奖励性大脑网络中表现出ISC。在学习前后，通过受试者间相关性（ISC）分析检查了钢琴演奏者在刺激演示过程中大脑活动的相似性。学习后，在观看音像表演的钢琴演奏者中，特别是在背溪的运动和运动前区域，发现钢琴演奏者的ISC增加。虽然这些大脑结构以前曾与学习简单的视听运动序列有关，但我们的发现首次表明它们参与了学习复杂而苛刻的视听运动任务的过程。此外，奏鸣曲中最有动力的学习者和表现最好的人在背流和奖励性大脑网络中表现出ISC。在学习前后，通过受试者间相关性（ISC）分析检查了钢琴演奏者在刺激演示过程中大脑活动的相似性。学习后，在观看音像表演的钢琴演奏者中，特别是在背溪的运动和运动前区域，发现钢琴演奏者的ISC增加。虽然这些大脑结构以前曾与学习简单的视听运动序列有关，但我们的发现首次表明它们参与了学习复杂而苛刻的视听运动任务的过程。此外，奏鸣曲中最有动力的学习者和表现最好的人在背流和奖励大脑网络中显示了ISC。学习后，在观看音像表演的钢琴演奏者中，特别是在背溪的运动和运动前区域，发现钢琴演奏者的ISC增加。虽然这些大脑结构以前曾与学习简单的视听运动序列有关，但我们的发现首次表明它们参与了学习复杂而苛刻的视听运动任务的过程。此外，奏鸣曲中最有动力的学习者和表现最好的人在背流和奖励大脑网络中显示了ISC。学习后，在观看音像表演的钢琴演奏者中，特别是在背溪的运动和运动前区域，发现钢琴演奏者的ISC增加。虽然这些大脑结构以前曾与学习简单的视听运动序列有关，但我们的发现首次表明它们参与了学习复杂而苛刻的视听运动任务的过程。此外，奏鸣曲中最有动力的学习者和表现最好的人在背流和奖励性大脑网络中表现出ISC。我们的发现是第一个表明他们参与学习复杂而苛刻的视听运动任务的研究。此外，奏鸣曲中最有动力的学习者和表现最好的人在背流和奖励性大脑网络中表现出ISC。我们的发现是第一个表明他们参与学习复杂而苛刻的视听运动任务的研究。此外，奏鸣曲中最有动力的学习者和表现最好的人在背流和奖励性大脑网络中表现出ISC。