《中国新闻周刊》文章：眼睛也能“听”

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　　听觉、视觉和触觉在大脑里面是相互联动的，但对其意义科学家尚未完全明了

　　★ 文/林赛君 曾东萍

　　“突如其来的冷空气使得交通陷于瘫痪，情绪低落的旅客挤满了火车站。车站扩音器不断播报交通最新状况的声音与人群的嘈杂声混杂，几乎令人窒息——尽管吵闹的声音在火车站大厅内回响缭绕，然而我依然获得了到达目的地所需要的准确信息，甚至同时可以顺利地和一群同路人聊天。”

　　很多人都有过与上述类似的场景体验。但绝大多数人都不会意识到我们大脑在这一过程中的出色表现——它通过怎样的一种方式接收和处理传送到我们耳朵的、未经过滤的庞大声音信息？大脑怎样做到将我们所听到的和看到的或者感觉到的联系起来？又如何把我们的感官刺激和周围环境结合起来？

　　马克斯·普朗克学会认知过程生理学研究院院长尼克斯说：“当我们对这些问题开始感兴趣的时候，我非常惊讶，对于大脑如何处理声学信号，我们竟然知之甚少。”与听力不同的是，大脑在视觉方面的表现是科学家最初开始感兴趣的研究，并已经取得非常好的成绩。尼克斯对此作出的解释是：“大部分人听力出现问题都是因为耳蜗受损，而不是大脑的问题。”所以一直以来，研究大脑对于声音信号的内部作用总是处于次要的地位。

　　 视觉影响听觉

　　尼克斯将听觉的探察任务交到一位年轻的同事凯瑟手上。凯瑟和他的美国同事佩特科采取的第一步是为位于颞叶的听觉皮层绘制出一幅非常精确的地图。解剖学研究显示听觉中枢与我们之前所认识的视觉中枢一样也被分成多个区域。为了更精确地证明这个观点，凯瑟和佩特科采用核磁共振成像技术研究猕猴的大脑。

　　佩特科解释说：“猕猴等动物非常适合用来做分析。因为他们的大脑结构与人类非常相似，而在人类身上直接检测大脑的神经活动是不可能的。”为绘制出听觉皮层的地图，研究人员给实验室的动物播放不同频率的音调。同时运用核磁共振成像技术观察动物大脑工作时的状态。如此做，他们识别到11个耳听区，而所有的这些耳听区都展现了完整的声谱。

　　马普学会的科学家绘制的听觉中枢地图现在被用作基础工具，来探求单个耳听区所扮演的角色、不同耳听区相互之间的作用、以及它们可能受到的其他感官刺激的影响。

　　研究人员为用于实验的猴子播放它们曾经生活的自然环境中产生的声音，如树叶的沙沙声。正如所预测的一样，核磁共振成像技术通过大脑活动的增加显示出听觉皮层对所给的刺激产生了反应。如果研究人员同时给猴子播放一段动物在矮树丛中奔跑的影片，猴子的听觉中枢会更加活跃。

　　但接下来的情况远不止于此：当影片只有画面而没有背景声音时，听觉中枢居然仍然出现微微的活动信号！而当影片只显示颜色和一些复杂的结构，而不显示自然物体时，猴子大脑的听觉区域并没有出现活动的信号。

　　看到的、听到的和摸到的

　　凯瑟解释实验结果的意义时说：“实验显示，不同种感官的刺激很明显是结合起来的，且在信息到达大脑后立即发生结合。”他们在猕猴身上发现的现象与其他科学家在人类身上观察到的情况异常相像。

　　比如，牛津大学的一个工作组2001年研究发现，声音和光学信号在言语知觉中会相互增强。说话者的嘴唇上下张合足以使参与实验的志愿者的听觉皮层处于警惕状态——即使说话者只是为了发出声音而胡言乱语。然而，如果说话者的脸部表现出一副无知觉的样子，志愿者的听觉皮层就会显然处于完全不活跃的状态。

　　但并不是听觉中枢所有的区域都会对所见到的产生反应。研究人员发现，只有听觉中枢的末端(后部区域)才会对光学信号产生反应。凯瑟说：“大脑也同样实行劳动力分工。”

　　听觉中枢的后部区域不仅仅对光学刺激产生反应，对触觉信息也同样能做出反应。这是马普学会的科学家在一项深入实验中得出的发现：在给猴子播放一种噪音的同时用电刷(类似于刷洗瓶子用的刷子)刺激猴子的手和脚。结果，附加的刺激确实加强了听觉皮层后部的运动。

　　所以，视觉、听觉和触觉这一系列感知的共同合作使得我们对周围环境的认识尽可能趋向于现实和完整。

　　那么，在联系感官刺激的时候，听觉皮层是否会扮演一个特殊的角色呢？或许未必。凯瑟称：“我们可以大胆地假定大脑中存在专门的系统用来联结所有感官中枢的感知。”对于人类和猿，这种特殊的系统有可能是视觉系统，因为视觉刺激对其他感官系统的影响是最大的。

　　伦敦大学的一个研究组早在2000年就已经观察到触觉和视觉之间存在联系。在他们的测试项目中，视觉皮层活动的加强并不只是因为测试参与者看到光从自己手的附近闪过，还由于他们的手指同时感觉到附近的振动。

　　 感知为什么要联结

　　我们仍然不清楚光学和触觉信号加强听觉的活动能带来什么好处。这真的能帮助我们听得更好吗？还是能让我们更快速地了解自己所处的环境情形？凯瑟认为：“我们现在还不能很肯定地回答这个问题。因为，很不幸，我们所测量的信号并不能告诉我们它的任何功能。”他希望将来的实验能够揭示出贯穿于听觉、视觉和触觉背后的这条线的实际意义。

　　科学家对感官综合作用的效果显然已经有足够的了解。不仅声音的空间位置能通过光学和声音之间的相互作用得到更好的确认，对话语的理解也能因此受益。参加过喧闹的晚会的人都知道，跟一个离自己比较远的人对话，如果我们能看到对方的嘴唇如何运动的情形，那么就能更好地理解对方的讲话。尼克斯解释说:“这是因为我们的大脑将声音和讲话的视觉刺激结合起来，而且显然这种结合是在听觉皮层发生。”★