大腦如何鬧中聽音

　　

《公共科學(xué)圖書館-生物學(xué)》6月6日發(fā)布的一項研究，對大腦如何在一個嘈雜、擁擠的房間里跟蹤對話給出了很好的解釋。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于改善助聽器的功能。

【資料圖】

美國哥倫比亞大學(xué)的Vinay Raghavan說，關(guān)于語音感知的一般概念是只有你正在關(guān)注的聲音才會被大腦處理。“但我的看法是，當(dāng)有人在擁擠的地方大喊大叫時，我們不會忽視它，盡管大腦會專注于與我們交談的人，但我們?nèi)匀粫牭剿！?/p>

為了更好地了解大腦是如何處理多種聲音的，Raghavan和同事在7個人的大腦中植入了電極，以監(jiān)測他們接受癲癇手術(shù)時的器官活動。參與者在整個手術(shù)過程中都是清醒的，他們聽了一段包含兩個聲音的30分鐘音頻片段。

在半小時內(nèi)，參與者被反復(fù)要求在兩個聲音之間轉(zhuǎn)換注意力，其中一個聲音屬于男性，另一個聲音屬于女性。兩個聲音的音量基本相同，但在音頻片段的不同點上，一個聲音比另一個聲音大，以此模擬在一個擁擠空間中背景對話音量的變化。

研究人員利用這些大腦活動數(shù)據(jù)建立了一個模型，該模型預(yù)測了大腦如何處理更安靜和更響亮的聲音，以及當(dāng)參與者被要求關(guān)注某種聲音時會有什么不同。

研究人員發(fā)現(xiàn)，即使參與者被告知不要把注意力集中在更大的聲音上，兩種聲音中較大的聲音也是由初級聽覺皮層和次級聽覺皮層編碼的，初級聽覺皮層被認(rèn)為負(fù)責(zé)有意識地感知聲音，而次級聽覺皮層則負(fù)責(zé)處理更復(fù)雜的聲音。

“這是第一項使用神經(jīng)科學(xué)原理證明大腦確實會對你沒有注意到的語音進(jìn)行編碼的研究。”Raghavan說，“它打開了一扇門，讓我們了解大腦如何處理你沒有注意到的事情。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)他們要求參與者專注于較小的聲音時，這種聲音才會在大腦的初級和次級皮層中被處理。此外，與參與者被要求專注于更大的聲音相比，大腦將這個聲音作為語音處理的時間要長95毫秒。

“研究結(jié)果表明，當(dāng)有一個背景對話正在進(jìn)行時，大腦可能會使用不同的機(jī)制編碼處理這兩個不同的聲音。”Raghavan說。

“如果我們能制造出一種助聽器，并分辨出你在關(guān)注誰，那么我們就可以調(diào)大那個人的聲音。”Raghavan說，通過了解感知更小聲音的機(jī)制，可以讓助聽器變得更有效。

研究人員計劃用侵入性較小的方法重復(fù)這個實驗，記錄大腦中的音頻處理過程。“理想情況下，我們不想在你的大腦中植入什么東西來獲得足夠的大腦記錄，從而解碼你的注意力。”Raghavan說。（李木子）

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https://doi.org/10.1371/journal.pbio.30021

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