白噪声能优化听力？

撰文：吉利恩·克雷默（Jillian Kramer） 作者：中国数字科技馆

科学家经常在人工的无声环境中测试听觉处理过程。但是，现实生活中常常伴随着一系列的背景声，比如键盘敲击声、闲聊声和汽车的喇叭声等。最近，研究人员们试图在一定的背景声，特别是相对平稳静态的白噪声环境中研究听觉处理过程。 瑞士巴塞尔大学（University of Basel）的神经科学家塔尼亚·里纳尔迪·巴尔卡特（Tania Rinaldi Barkat）表示，实验的结果与预期的相反，白噪音非但没有干扰小鼠的听力，反而使它们更容易区分相似的音调（声音的频率）。相关研究发表在《细胞快报》（Cell Reports）上，巴尔卡特是这篇文章的通讯作者。 区分钢琴键盘两端的音符很容易，但对于相邻的两个键，即使最敏锐的耳朵也有可能难以分辨。这取决于听觉通道处理最简单的声音，也就是纯频率音（pure frequency tones）的方式：相近的神经元会对相近的音调做出响应，但是每个神经元都有自己响应程度最高的特定频率。而某个神经元对不同音调的响应程度，则构成了调谐曲线（tuning curve）。 研究人员发现，播放白噪音会使小鼠大脑中神经元的调谐曲线变窄。巴尔卡特说：“简单地说，当我们以某种强度持续播放白噪音时，如果加入了一个新的音调，神经元对这个声音的响应会降低。”因此，当能够区分某一频率的神经元数量减少时，大脑反而可以更好地区分相似的声音，因为相邻干扰的情况减少了。 为测定小鼠是否可以区分两个相近的音调，研究人员使用了一种行为测试法。 在测试中，啮齿动物会对某一特定频率作出反应。研究发现，小鼠与人类相似，可以轻松区分差异较大的音调，但难以区分相近的音调。而当研究人员把相似的音调混入白噪声时，小鼠能够更好地将两者区分开来。随后，研究人员做了进一步的研究，观察了在播放白噪音时，小鼠听觉皮层的神经活动。此外，他们还通过直接刺激某些神经元的方式，实现了与白噪声相似的作用。 约翰·霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的神经学家基肖尔·库钦波特（Kishore Kuchibhotla）表示，今后的研究应该着重于探索这种现象背后的机制。 他还补充说：“这些现象是否与人类的感知系统相关？如果相关，关系是怎样的？对于这些问题，还有很多不清楚的地方。” 或许，研究这种现象可以优化人们的听觉。哈佛大学听觉神经科学家丹尼尔·波莱（Daniel Polley，并未参与这项研究）表示：“对于听力受损的人，增加噪音并不能帮助他们改善听力。但是，知道如何抑制听力受损患者大脑过度兴奋的状态，或许有助于他们在噪音中听到声音。当然，这可能也有助于缓解其他的相关症状，比如耳鸣或者听觉过敏（对高强度声音的超敏反应）。”