還在聽(tīng)喜馬拉雅嗎？你是不是一直認(rèn)為，大腦會(huì)先接收和處理聽(tīng)覺(jué)信息后，然后在將其轉(zhuǎn)化為語(yǔ)言信息？科學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)也是這么認(rèn)為的。

　　不過(guò)，8月18日發(fā)表于《細(xì)胞》的一項(xiàng)新研究表明，這個(gè)認(rèn)識(shí)很可能是錯(cuò)誤的，大腦比我們想象的更厲害，它能夠“雙管齊下”，并行處理聽(tīng)覺(jué)和語(yǔ)言信息。

　　聽(tīng)音尋證

　　聲音傳到耳朵后，耳蝸將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后發(fā)送到位于顳葉的聽(tīng)覺(jué)皮層。

　　幾十年來(lái)，科學(xué)家一直認(rèn)為，聽(tīng)覺(jué)皮層的語(yǔ)言處理遵循一個(gè)類似工廠裝配線的路徑。首先，初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層處理簡(jiǎn)單的聲音信息，比如聲音頻率。然后，顳上回提取更重要的特征，如輔音和元音，將聲音轉(zhuǎn)換成有意義的單詞。

　　但一直以來(lái)，這一理論缺乏直接證據(jù)的支持，因?yàn)樗枰麄€(gè)聽(tīng)覺(jué)皮層極高時(shí)空分辨率的詳細(xì)神經(jīng)生理學(xué)記錄。這是一個(gè)挑戰(zhàn)，原因是初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層位于大腦額葉和顳葉的裂口深處。

　　“我們進(jìn)行了這項(xiàng)研究，希望找到聲音等低級(jí)表征轉(zhuǎn)化為詞匯等高級(jí)表征的證據(jù)?！泵绹?guó)加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)科學(xué)家和神經(jīng)外科醫(yī)生愛(ài)德華·張說(shuō)。

　　在7年里，張和團(tuán)隊(duì)對(duì)9名參與者進(jìn)行了研究，這些人因?yàn)槟[瘤或癲癇等疾病，必須接受腦部手術(shù)。在手術(shù)過(guò)程中，小電極陣列被放置在他們的整個(gè)聽(tīng)覺(jué)皮層中，用來(lái)收集涉及語(yǔ)言和癲癇的神經(jīng)信號(hào)。參與者還自愿錄音，以便分析了解聽(tīng)覺(jué)皮層是如何處理語(yǔ)音的。

　　“這項(xiàng)研究是我們第一次直接、同時(shí)覆蓋大腦所有相關(guān)區(qū)域，研究聲音到單詞的轉(zhuǎn)換?！敝暗念愃蒲芯恐荒苁占邢撄c(diǎn)位的信號(hào)?！彼f(shuō)。

　　意料外的“否證”

　　最終，研究結(jié)果卻完全出了作者的意料。

　　他們給參與者播放短語(yǔ)和句子，希望能像傳統(tǒng)模型提出的那樣，看到從初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層到顳上回的信息流。如果是這樣的話，這兩個(gè)區(qū)域應(yīng)該一個(gè)接一個(gè)地被激活。

　　但令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)播放句子時(shí)，顳上回一些區(qū)域的反應(yīng)速度與初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層一樣快，這表明兩個(gè)區(qū)域同時(shí)開(kāi)始處理聲音信息。

　　此外，研究人員用小電流刺激參與者的初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層。如果像傳統(tǒng)模型指出的那樣，語(yǔ)言處理遵循一系列路徑，那么刺激可能會(huì)扭曲患者對(duì)語(yǔ)言的感知。但即便參與者經(jīng)歷了由刺激引起的噪音幻覺(jué)，但他們?nèi)匀荒軌蚯宄芈?tīng)到并重復(fù)語(yǔ)句。然而，當(dāng)顳上回受到刺激時(shí)，參與者能聽(tīng)到人們說(shuō)話聲音，“但聽(tīng)不出內(nèi)容”。

　　“事實(shí)上，有一位參與者說(shuō)，聽(tīng)起來(lái)就像單詞中的音節(jié)被調(diào)換了。”他說(shuō)。

　　該研究表明，傳統(tǒng)語(yǔ)音處理模型過(guò)于簡(jiǎn)化，甚至很可能是錯(cuò)誤的。研究人員推測(cè)，顳上回可能獨(dú)立于初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層而發(fā)揮作用，而不是作為初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層處理的下一步。

　　語(yǔ)言處理的并行性可能會(huì)給醫(yī)生提供治療誦讀困難癥等病癥的新思路。患有這些疾病的兒童在識(shí)別語(yǔ)音方面存在困難。

　　“雖然這是向前邁出的重要一步，但我們還不了解這個(gè)平行聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，聲音信息的傳遞可能與我們想象的非常不同。這無(wú)疑帶來(lái)了更多問(wèn)題?！睆堈f(shuō)。

　　相關(guān)文章鏈接：

　　https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.07.019

歡迎掃碼入群！

深圳科普將定期推出

公益、免費(fèi)、優(yōu)惠的活動(dòng)和科普好物！