学习音乐最显著的方面之一是充分调动了大脑的两个半球。

——霍华德"加德纳

美国科学家斯佩里因研究人脑而在1981年获诺贝尔奖。他发现左脑是理性脑，同逻辑思维紧密相联系，而右脑是感情脑，同形象思维紧密相联系，并且右脑的记忆量为左脑的100万倍。这说明左右脑分管人的两种不同思维模式，这两种模式对人的发展同样重要，左脑和右脑的发展也同样重要。而音乐是能够促进左右脑两半球的发展的。正如哈佛大学的霍华德"加德纳博士说：“大多数音乐能力主要表现在大脑右半球……但不能由此简单地得出结论，认为音乐主要是右半球的功能……当一个人提高了音乐技能，最初在右半球发现的能力逐渐在左半球出现。看起来像是由于音乐训练，相当一部分技能跨过转移到主导语言的另外一个脑半球。”

例如，美国的科学家Peter Janata等最近在《科学》杂志上发表了他们的有关研究结果。他们的研究揭示：形成西方音乐的音调具有规则的几何结构，这种结构决定了音调的距离关系。试验确定了跟踪着音调活动的前额皮层的中部一个区域，在这个区域中，不同的图像点表达了对不同主音调的选择性激活。这种对应着音调的神经元激活结构在皮层中被维持成了动态的拓扑图，而科学家们已经确认皮层的这部分区域正是认知、情感和记忆过程的连接处。简单地说，音调的相关活动可以调动人脑的认知、情感和记忆功能，可以调动左右脑的参与。

另外，最近研究发现，音乐能够提高儿童的时间-空间推理能力(左右脑共同完成)，即准确地察觉客观世界，并在大脑中形成图像，换而言之，能够在精细图画中看到、认出、对比物体，并找出其结构、细节之间的关系。时间因素与孩子的超前思维有关，在学习音乐时，他必须首先能够奏出一个音符，然后是一连串音符、一组和弦，并能够提前看到后面的乐谱，能够确定何时、怎样弹奏后面的音符。科学家在洛杉矶的一个学前班测试了33名3岁大的孩子。他们将孩子分为两组，并给其中的19人提供了8个月的键盘和歌唱课程，其余14人没有任何音乐训练。接受训练的一组孩子每周接受键盘家教课程10～15分钟，每天安排30分钟练琴和歌唱。8个月后，研究人员对他们进行了测试，用五项任务来测试其空间推理能力：猜字谜，用两色积木搭成制定图案，在一套动物形象空缺处放入合适的砌块，完成一项几何图形设计，描述一张图片中的“错误”或“愚蠢”之处。测试的结果是，没有接受音乐训练的孩子，其能力仅仅提高6%，而那些接受音乐训练的孩子却提高了46%！

音乐还可以影响大脑中情感发展区域。研究人员对８位音乐家进行了实验，实验结果显示，人类识别音乐的能力由前额后面的一块中心区域所掌控。而前额皮层部分（分布在）在人类的学习、反应能力及情绪控制等方面扮演着重要角色，这就说明音乐活动和人脑的情感发展区域相关。

而且，音乐活动是既包括认知又包括感受的活动，也就是既需要理性脑——左脑的参与，又需要情感脑——右脑的参与。这是由于在各个音高、音高组（音色）、音高的组合（和声）、以及主音调之间存在着特定的距离关系，与这种关系有关的理论和认知结构呈现出一定的几何特性，这种距离的关系塑造了我们对音乐的认知。例如说，当钢琴家击错琴键时，我们能觉察到。西方音调音乐的几何特性是大调和小调之间的距离可以用一个音调图来表示，它投影成圆环面上的圆环圈形。一段乐曲对应于在音调的某种活动，和声的运动可以理解为在音调图中这种活动焦点的位移。当一个人听音乐时激起的某种期待，受制于在音调的这种距离关系，而不同类型期待的引起和实现过程形成了人对音乐不同感情反应的基础。