视觉障碍是否在史蒂夫·旺德和雷·查尔斯的音乐天赋中发挥了作用？一项研究提供了一些线索，表明在黑暗中饲养的成年小鼠迅速发展出更敏锐的听力，并且更擅长区分音高和频率。这些改进与大脑的适应性变化有关，例如神经元之间连接的加强，而这些变化通常只发生在生命早期。
在他们今天发表在《神经元》杂志上的研究中，约翰·霍普金斯大学（位于马里兰州巴尔的摩）的神经科学家李慧京和她的合作者选择了两组健康的成年小鼠。他们将第一组放在黑暗环境中一周，而另一组则暴露在自然光下。该团队使用电极测量动物初级听觉皮层（大脑中处理声音是什么、有多大以及来自哪里的部分）神经元的活动。
研究人员向小鼠播放不同频率和强度的声音，并观察它们的大脑细胞如何反应。李说，结果“表明，视觉剥夺动物的神经元可以‘听到’比对照动物柔和得多的声音”。“就识别音高而言，它们也具有更精细的辨别能力。”
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之前的研究发现，听觉皮层的变化需要很长时间，并且早年失明的人比后来失明的人适应得更好。然而，该团队的发现表明，成年人的大脑中可能会迅速发生一些改变，她说。“此外，”她补充说，“听觉皮层的变化是通过突触连接强度的变化实现的。这些变化以前被认为在成年人身上是不可改变的。”
感官补偿
研究结果也为视觉障碍可以帮助音乐家的说法提供了一些依据。“有一些证据表明，如果你没有视觉，你可以更好地定位声音，”李说。但是，她补充说，对人类的研究要么使用脑成像——无法获得精细的细节——要么观察行为。“我们已经研究了神经元水平，并为这些功能变化如何在行为水平上发生提供了细胞基础。”
小鼠的感官变化是暂时的，但这些发现可以向研究人员展示如何改善聋人的听力。“很多人试图通过人工耳蜗植入来恢复听力。它们在年幼的儿童身上效果很好，孩子们可以完全康复，”李解释说。“但是，即使使用这些设备，完全失聪的成年人也很难恢复听力。”她说，短暂的视觉剥夺可能有助于人们在接受植入物后学习处理声音。
该研究的共同作者、马里兰大学帕克分校的生物学家帕特里克·卡诺德指出，视觉剥夺对人类的影响可能与对小鼠的影响不同。“未来的工作将确定这种剥夺是否对人类有效。例如，虽然一周的剥夺对小鼠显示出效果，但对于人类来说，可能需要更长时间的剥夺，”他说。
马萨诸塞理工学院（位于剑桥）研究视觉的神经科学家帕万·辛哈说，这一结果“有点令人惊讶”。他补充说，研究人员此前曾报告称，失明的人类在声音定位能力方面有适度提高，但基本的听力阈值似乎基本上没有受到影响。“失明人类感官增强的证据相当初步。”
本文经《自然》杂志许可转载。该文章于2014年2月4日首次发表。