@ 2018.04.03 , 14:00

大脑如何分辨声音的方位

大脑如何分辨声音的方位
credit: 123RF

耳朵很少引起我们的注意,但它确实值得关爱。对理解周围世界而言,耳朵至关重要。耳朵非常敏感、非常复杂。它们究竟如何和大脑进行交流?针对这个问题,时至今日,科学家仍不断有新发现。

“双耳时差”使大脑能够在水平面上听声定位。大体而言,“双耳时差”就是一套立体音响系统。声波抵达双耳的时间存在细微但可感知的差异,这告诉大脑声源来自左边还是右边。关于这点,科学家已经理解得比较充分了。

但是,大脑如何在垂直面上分辨声音来自上方还是下方呢?一直以来,科学家都没搞清楚这点。最近,加拿大蒙特利尔大学的神经学家Régis Trapeau等人进行了一项新研究,让我们对这个问题有了新的认识。

他们招募了16名志愿者,让他们轮流坐在呈半球形阵列的扬声器中心。研究人员从不同角度播放声音,同时通过功能核磁共振成像(fMRI)扫描仪观察志愿者的大脑活动。扫描显示,随着声源变高,神经活动会减少。研究人员认为,这可能是某种演化适应机制,使大脑能够区分来自上方和下方的声源。

此外,如果耳朵形状发生变化,那么这种反应也会有轻微的改变。这种状况通常不会发生。在实验中,研究人员将薄硅胶模具嵌在志愿者的耳朵里,使他们丧失垂直声源定位能力——他们会错误地判断声源位置。在佩戴模具一段时间后,志愿者适应了新的人造外耳廓,便重拾了垂直声源定位能力。

原来,耳朵形状的细微变化也会大幅改变我们对周围世界的感知。这相当诡异了。

不过,科学家依然无法解释许多关于耳朵的奇特现象。举些例子:抽烟和听力损失之间存在神秘联系;五分之一的人能够“听到”实际不发出任何声音的东西,这种现象被称为“视觉诱发听觉反应”(vEAR);有时候,当大脑超负荷时,右耳的听力可能会比左耳好;耳鸣和慢性疼痛之间存在无法解释的神经联系。

显然,耳朵很奇特,也很强大。人类耳朵具备许多尚未开发的潜能,能够做到某些近乎超能力的事情,例如:学习模仿动物的回声定位能力、仅通过弹舌头探测房间面积。这听起来像是不可能的事情,但研究表明,这是可能的。

所以:关爱耳朵,从我做起。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
原作者:PETER DOCKRILL


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