倾听哭声背后的含义

婴儿尖叫是为了引起注意，并获得他们想要的东西。但是，在某些情况下，他们的发声可能指向医疗问题。

您的宝宝是饿了、困了还是疼痛？一款手机应用程序声称知道答案。来自台湾大学医学院云林分院的开发者表示，该程序可以告诉用户六个月以下儿童哭泣的原因。“婴儿哭声翻译器”通过分析婴儿哭声的频率，寻找细微的声音波动。然后，它将记录的模式与数据库进行比较，并确定爆发的可能原因。该程序会向父母索取反馈。因此，它学会更好地猜测婴儿想要什么，并评估其表现：该应用程序声称能够 92% 的时间准确 pinpoint 新生儿哭泣的原因——据报道，随着孩子年龄的增长，这一高成功率会下降。一家西班牙公司提供了一款类似的产品：其“哭声翻译器”可在智能手机上运行（还有一个婴儿监视器），只需几秒钟即可 suggestions 孩子可能烦躁的原因。同时，它还会就如何安抚孩子向用户提出建议。

当然，没有任何算法能够替代良好的父母本能。但哭声分析可以支持儿童的看护者——或者可能是他们的医生：在过去的几十年里，研究人员发现婴儿的尖叫声包含着丰富的信息。与应用程序开发者关注婴儿的需求不同，科学家们一直在努力从婴儿的哭声中梳理出有关潜在健康问题的信息。在婴儿的发声中，他们一直在寻找神经损伤和基因缺陷的迹象。这种诊断方法有一个明显的优势：幼儿可以免受更不舒服甚至危险的检查。

支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅以支持我们屡获殊荣的新闻报道。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的 impactful 故事。 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的 impactful 故事。

法国儿科医生热罗姆·勒热纳在 20 世纪 60 年代开创了这项研究。他发现，一些婴儿发出高亢的尖叫声——听起来几乎像猫叫——表明这些儿童患有一种类似于唐氏综合征的基因缺陷。勒热纳恰如其分地将这种疾病命名为 cri du chat， 翻译过来就是“猫叫综合征”。这种以尖锐的尖叫声命名的疾病是由婴儿喉部的畸形引起的。受影响的儿童表现出各种其他症状，包括生长缺陷、肌营养不良以及头部小而细长、面部圆润。为了诊断该疾病，医生总是用基因测试来证实他们的怀疑。尽管如此，独特的哭声仍然是该病症的第一个明显的迹象。

喉部在几乎所有人类声音产生中都起着核心作用。作为呼吸器官的一部分，它将喉咙与气管分隔开来。它与所谓的声带（也称为声襞）一起，产生发声和言语。任何发声都从这里开始，肌肉收紧声带周围。当空气从肺部排出时，绷紧的声带开始振动，发出声音。根据声带的绷紧程度，音调 升高——健康新生儿的哭声每秒产生 250 到 450 次振荡。

孩子的尖叫声在许多方面都是独一无二的。其基本音调由声带与喉部的相互作用决定。它们共同创造了一个“主导频率”，构成了个人发声的基础。然而，声音不是静态的——它可以在一定程度上被调节。音量、节奏和叠加的音调等属性在声音频谱内产生变化。这些特征主要由喉部以下的区域产生，包括膈肌、肺部和胸部。上声道主要负责微调：它放大一些频率，但保持另一些频率不变或抑制它们。复杂的相互作用创造了整个人类发声频谱。

哭泣的冲动起源于大脑中的边缘系统和下丘脑。从这里，神经元信号扩散到其他大脑区域，如脑干和小脑，它们协调声音的形成。然后，信号通过贯穿脊髓的神经高速公路发送到声带、喉部、胸部和胃部的肌肉。不同的组成部分像一个管弦乐队一样工作：所有部分都对发声的最终构成做出贡献。如果一个或多个贡献者搞砸了他们的部分，曲调就会跑调。某些类型的脑损伤会干扰这种复杂的相互作用，并可能以这种方式改变婴儿的哭声。

确定哪些部分跑调通常需要的不只是一个专心的倾听者。科学家们使用技术辅助手段，将声音分解成其组成部分，并捕捉到即使是最细微的异常（不规则性）。2013 年，布朗大学的医生和工程师宣布，他们开发了一种频率分析仪，可以筛查婴儿的录音，以检测 80 种不同的声学特性。研究人员表示，每种特性都可能暗示潜在的健康问题。

他们的分析是一个两步过程：最初，该软件将记录的哭声切成 12.5 毫秒的片段，并扫描它们的声频、音量和发声（表明声带的参与程度）。在第二步中，研究人员使用收集到的见解将录音的较长部分归类为“持续发声”、“沉默”和“单次尖叫”。最后，该软件分析不同的特征，例如哭声之间的停顿、平均音调以及音调随时间的变化。斯蒂芬·申科夫是罗德岛州妇女和婴儿医院的儿科医生，也是该工具开发的科学家之一，他设想这种分析可能有助于在早期诊断自闭症。“长期以来，人们都知道 [自闭症患者] 会发出不寻常的声音，”他解释道。此外，可能在婴儿哭声中表现出来的疾病谱可能很广。例如，创伤和脑损伤是罕见的出生并发症，很难诊断。“哭声分析可能使医生能够更早地识别出患有这些疾病的儿童，”申科夫认为。然后，他们可以仔细监测婴儿，并在突然出现问题时迅速做出反应。

布朗大学的精神病学家、声学分析仪研究的主要研究员巴里·莱斯特说，婴儿的哭声就像“通往他们大脑的窗口”。他在 20 世纪 70 年代开始研究婴儿尖叫声中隐藏的信息。莱斯特断言，当时的仪器远不如他在 2013 年帮助开发的工具复杂。研究人员仍然不得不使用简单的声谱图——声音频率频谱的图形表示。技术人员分析图表，这项任务主要靠手工完成。然而，即使使用这些有限的手段，也取得了一些重要的发现：在 20 世纪 60 年代，长岛犹太医疗中心的文森特·R·菲西切利和塞缪尔·卡雷利茨 推断，频率分析中的特定不规则性暗示新生儿的脑损伤。这些婴儿的哭声过于尖锐、过短，并且具有双音。此外，婴儿在接触疼痛触发因素后表现出延迟反应。

多年后，赫尔辛基大学的儿童保育专家卡塔琳娜·米歇尔森领导的一个团队在婴儿身上发现了另一个这样的联系：异常尖锐的声音加上不规则的基础频率指向更高的窒息死亡风险。她继续发现了与尖叫声变化相关的其他几种综合征。其中包括脑炎、脑积水和克拉伯病——一种导致进行性神经损伤，有时会引发受影响儿童阵阵尖叫的遗传缺陷。

婴儿猝死综合征 (SIDS) 病因不明，也没有早期症状。莱斯特 和波士顿大学的迈克尔·J·科温领导的一个研究小组决定筛查婴儿的哭声，寻找警告信号。在 1995 年的一项大型研究中，该团队记录了 20,000 名健康新生儿的哭声，并使用计算机方法分析了其中的异常情况。在调查过程中，有 12 名婴儿死于 SIDS。研究人员在他们的哭声中发现了一些特征，这些特征指向了上呼吸道的收缩和该区域神经元控制的扰动。然而，许多没有死于 SIDS 的儿童也表现出相同的特征模式。因此，尽管该方法识别出了一个风险群体，但它不适用于常规医疗筛查，因为假阳性率太高。

在 20 世纪 70 年代，研究人员开始对怀孕期间的药物消费是否会影响后代的尖叫声产生兴趣。当时 在西奈山医学院的乔治·布林尼克领导的一个团队发现，来自阿片类药物成瘾母亲的孩子会发出更高音调的哭声。二十年后，莱斯特对这一观察结果产生了兴趣，并着手更详细地调查这种关系。他和他的团队在随后的几年里研究的婴儿在母亲的子宫里接触过大麻、酒精、鸦片剂和可卡因等药物。科学家们观察到各种不自然的尖叫模式，例如极高的尖叫声和过多的短暂中断。这与其他不规则现象相结合，清楚地表明这些婴儿的呼吸控制和声道存在问题——这些变化可能是由神经损伤和神经系统的发育缺陷引起的。

梳理怀孕期间孕产妇药物消费对听觉的影响仍然是哭声分析领域的热门话题。自 20 世纪 70 年代以来，研究这些现象的技术手段已大大改进。2014 年，南卡罗来纳大学的菲利普·S·泽斯金德领导的一个团队使用现代录音和分析设备，发现了证据表明，母亲在怀孕期间吸食可卡因的婴儿会产生不同的影响。主要的决定因素是性别：受影响的男孩尖叫声更高，他们的发声听起来异常粗糙。另一方面，女孩的哭声音量较低，重复次数较少，停顿时间较长。

应激刺激对男性和女性的影响不同——这早已为人所知。科学家们也已经怀疑，在子宫内接触可卡因可能会对婴儿产生性别特异性影响。他们发现，女孩对环境的反应降低，而男孩则表现出慢性过度刺激。申科夫和莱斯特直到最近才发现一个可能有助于解释差异反应的因素：在 2016 年 6 月的一篇文章中，研究人员报告说，尖叫声的音调取决于一种基因的表达，该基因有助于塑造身体的应激反应。他们由此观察到尖叫声的音调与药物戒断对未出生儿童的影响之间存在联系。

多年来，人们分析了长长的尖叫声特征列表。除了持续时间、音量和中断等明显的特征外，科学家们还研究了主音、叠加音调、变异性和发声困难（例如，包括声音的嘶哑和粗糙度）。对于每个特征，他们都研究了它如何偏离常态。单个中断——例如，呼吸器官或声带调节中的故障——通常会导致出现异常模式。这些观察结果尚不足以可靠地诊断疾病。在许多情况下，各种健康问题都会以类似的方式影响尖叫声。相反，哭声中的不同不规则性有时是由相同的 dysfunction 引起的。医生可以检测到超出常态的特征，但需要进行进一步检查才能做出 conclusive 诊断。

由于这些限制，诊所目前尚未使用该方法。申科夫认为，更多的验证研究可能会说服他们接受这项技术。“哭声分析可能会成为一种独立的诊断工具，也可能成为旨在评估自闭症等疾病风险的方案的一部分，”他希望道。在那之前，最好还是相信父母的本能，倾听婴儿哭声中隐藏的信息。如果您的内在翻译器失灵，那么总是可以尝试和犯错：喂食、拥抱、唱歌。应用程序也不会推荐更复杂的方法。

母语影响哭声的声音

婴儿不仅为了引起注意而哭泣——哭闹也有助于他们学习如何说话。在他们尖叫时，他们练习旋律，这些旋律将在以后帮助他们说话。维尔茨堡大学的生物学家凯瑟琳·沃姆克领导的一个团队发现，法国新生儿的哭声与德国新生儿不同。法国婴儿经常发出升调的声音序列，而德国婴儿则相反。

科学家们认为，这是因为两种语言的重音模式不同。胎儿在子宫中就已经注意到语音旋律，并在出生后练习再现它。婴儿越大，他们就越学会 变化和组合构成语言的构建块。在某个时候，这使他们能够说出他们的第一个词，然后是句子——并最终流利地使用该语言。