本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
“听到你的声音真好。” 当与老朋友交谈时，这是我们自然的反应。 威廉·莎士比亚在《爱的徒劳》中提醒我们，“爱人的耳朵会听到最细微的声音。”
声音对我们的情绪有深刻的影响，并提供广泛的影响，因为它们可以是响亮的、柔和的、有趣的、恼人的、重要的、分散注意力的、舒缓的、令人愤怒的。
像电力、重力和空气一样，声音是一种强大的力量。 然而，由于它是无形的，我们常常在很大程度上没有意识到声音对我们生活的强大影响。 尽管如此，我们还是有工具来保护和最大限度地发挥其力量。
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最近的疾病控制中心研究分析了噪声引起的听力损失的原因，以及其他最近关于噪声污染的研究，这些噪声污染是由于水力压裂等环境项目造成的，或者喧闹的城市生活对发展痴呆症的影响，暴露并提醒我们噪声的紧迫和持续的危险。
但声音对我们大脑的积极发展也至关重要。 大量证据表明，演奏乐器对发育中的大脑有积极影响。 讲两种语言，另一种形式的声音丰富，对注意力技能和多任务处理有好处，并可能预防痴呆症的发生。
尽管声音在我们的生活中具有强大的力量，但声音具有某种不可思议性。 部分原因是其短暂性和无形性，我们常常不会停下来思考它对我们大脑的影响。 它的无形性也导致我们难以描述声音，这与我们用来描述我们所见事物的丰富描述性语言形成对比。
可见的物体是实在的和持久的。 在许多情况下，我们可以根据自己的意愿研究它们。 除非它是移动的物体或短暂的动作，否则我们可以用眼睛分析物体的尺寸、颜色、纹理和形状，而无需匆忙。
我们有具体的术语，可以使用熟悉的语言轻松传达视觉属性。 如果我用小、黄色、模糊和球形这些词来描述一个物体，您可能会猜到该物体是网球，或者至少是与网球非常相似的东西。
然而，声音本质上从不是静态的。 它始终在移动，因此更难描述。 我可能会将声音描述为响亮的、高音调的和不和谐的，虽然它给您声音的整体感觉，但您将无法开始猜测我描述的是什么。 是警笛吗？ 一段音乐片段？ 刺耳的刹车声？ 鸟的尖叫？
尽管如此，我们的耳朵，特别是我们的大脑，在理解声音方面做得非常出色。 通过一些测量，听觉系统是计算量最大的神经网络。 就时间安排而言尤其如此。
没有其他感觉系统，包括视觉，可以与听觉系统处理传入声景的速度相提并论。 这种对速度的需求很大程度上是由于声音随时间变化这个简单的事实。
考虑一下语音。 语音的最小声学单位是音素。 例如，“stream”这个词只有一个音节，但它有五个独立的音素。 更改其中任何一个，含义就会改变 (street) 或丢失 (spream)。
在西北大学的听觉神经科学实验室，我们发现，只需几个电极和几分钟，就可以捕捉到我们生活中的声音在我们的神经系统上留下的印记。 这个通往微调、快速、精确的听觉系统的窗口使我们能够证明声音在我们生活中产生的积极和消极影响。
我们新发现的捕捉这些“脑电波”（大脑对声音的反应）的能力教会我们，声音与噪声是分开的。 对噪声的反应是一种无序的反应。 但是大脑对语音的调整非常好，例如，婴儿在发展语言之前很久就开始理解语音。 他们在接触几分钟内就了解到某些声音组合在他们的语言中是否有效。 对语音的“脑电波”反应结构良好，以至于如果回放，您实际上可以在脑电波中理解语音。
噪声比一时的滋扰更具危害性。 即使是适度的噪声水平，经过足够长的时间（例如，发出哔哔声的垃圾车、吹风机、空调），也可能对大脑网络造成损害，而这些网络会从声音中提取意义。 我们中的许多人甚至没有意识到我们的大脑正在被这种无形的力量削弱，我们的思维受到阻碍。
似乎大多数人都意识到响亮的声音会对我们的耳朵造成危险。 然而，长期暴露于声音中，即使这些声音不足以引起我们的注意，也可能对听觉大脑造成永久性损害。 这与我们通常认为的“听力损失”不同，后者涉及噪声、衰老和某些药物对耳蜗毛细胞的损害。 相反，它是毛细胞和“更高”的大脑区域之间的一些连接的 disruption，这已在实验室动物的研究中得到证实。 因此，您可能会通过听力测试，因为毛细胞仍在工作，并且某些连接仍然完好无损。 然而，一些携带重要信息（如语音）的连接却不见了
但我们有可用的保护措施。
耳塞等耳部保护装置，如音乐家在舞台上使用的耳塞，可以避免伤害。 白噪声发生器和应用程序的弊端可能超过任何好处。 如果可能，请根据噪音水平明智地选择您的居住地。 来自附近高速公路或机场的持续低水平无意义的噪音正在削弱您的大脑理解有意义的声音（如语音）的能力，并可能加速老年时的认知能力下降。
正如无意义噪音的存在会导致问题一样，有意义声音的缺失也会在处理声音的能力上留下印记。 但是，有一些独特的方法可以调整和磨练您的听觉大脑。
您可以学习第二语言。 驾驭两种语言的挑战增强了听觉系统，并可以提高注意力等认知功能。
锻炼听觉大脑的另一种方法是演奏乐器。 这对儿童和成人都有巨大的认知和情感回报。 在校期间演奏几年乐器可以提高听觉系统的敏锐度，并有益于儿童的语言发展。 这种益处会持续一生。
在我的实验室里，当我看到电脑屏幕上显示某人的脑电波时，我通常可以根据音乐家脑电波特征的丰富、清晰的质量来猜测他们是否是音乐家。
另一方面，我的实验室与在嘈杂环境中长大并且接受语言丰富化较少的孩子一起工作。 而且，可悲的是，我也能发现这种特征。 是的，声音，无论是好是坏，都如此强大。