白噪声帮助小鼠区分相似的音调  

理解这种令人惊讶的效果最终可能会改善人类听力

托马斯·福克斯

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科学家们经常在人工的、安静的环境中测试听觉处理,但现实生活中通常伴随着键盘敲击声、喋喋不休的声音和汽车喇叭声等背景声音。最近,研究人员开始研究在环境声音(特别是均匀的、类似静电的白噪声嘶嘶声)存在下的这种处理。

巴塞尔大学的神经科学家塔尼亚·里纳尔迪·巴卡特说,他们的结果是违反直觉的:白噪声背景并没有损害听力,反而使小鼠更容易区分相似的音调。巴卡特是去年11月发表在《细胞报告》上的这项新研究的资深作者。

区分钢琴键盘两端的音符很容易。但是,如果并排放置两个音符,即使是最敏锐的耳朵也可能难以区分它们。这是因为听觉通路处理最简单的声音(称为纯频率音调)的方式:彼此靠近的神经元对相似的音调做出反应,但每个神经元对一个特定的频率反应更好。神经元对特定频率的反应程度称为其调谐曲线。


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研究人员发现,播放白噪声缩小了小鼠大脑中神经元的频率调谐曲线。“简单来说,持续播放并在一定声级下的白噪声背景会降低神经元对叠加在其上的音调的反应,”巴卡特说。通过减少同时对相同频率做出反应的神经元数量,大脑可以更好地区分相似的声音。

为了确定小鼠是否可以区分音调,研究人员使用了一种行为测试,其中啮齿动物必须对特定频率做出反应。与人类一样,小鼠很容易识别非常不同的音调,但很难识别相似的音调。但是,添加白噪声后,小鼠可以更好地区分相似的音调。研究人员通过测量白噪声播放时小鼠听觉皮层的神经活动,并直接刺激特定的神经元以诱导曲线抑制效应,从而进行了进一步的研究。

约翰·霍普金斯大学的脑科学家基肖尔·库奇博特拉说,未来的研究应该探讨这种机制是如何运作的,他没有参与这项研究。他还补充说,“关于这是否以及如何与人类感知相关,目前尚无定论。”

理解这种效应有可能最终帮助人们更好地听到声音。“在耳朵里添加噪声不会帮助听力受损的人,”哈佛大学研究听觉神经科学的丹尼尔·波利说,他也没有参与这项新研究。“但是,学习如何降低听力受损者大脑中的过度兴奋性可能有助于在噪声中听到声音,以及其他相关疾病,如耳鸣和听觉过敏,即对响亮声音的过敏。”

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