本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
听觉是言语的重要组成部分。当我们说话时，我们会利用耳朵收集的数据来帮助我们调节说话的语调、音高和节奏。这就是为什么听力受损的人经常会出现言语障碍，并可能决定完全停止说话。3月7日发表在《神经元》杂志上的一项新研究表明，聋人的发声问题也可能源于听力丧失后发生的神经重组。
杜克大学神经生物学家理查德·穆尼是这项新研究的作者之一，他说：“我们广泛的兴趣是了解大脑如何利用听觉信息来学习如何发声并保持稳定的发声模式。我们真正想知道的是，听觉反馈是否会影响控制发声的大脑部分？”
为了找出答案，穆尼和他的同事研究了斑胸草雀，这种鸟类像人类一样从社会环境中学习它们的发声模式。斑胸草雀的发声，就像人类的发声一样，在失聪后不久就会变得不那么准确。穆尼认为，这些变化可能反映在鸟类大脑中一个名为HVC的区域。（“HVC”不是缩写。）穆尼说，HVC类似于人脑中的布罗卡区。这两种结构在鸟类和人类中分别进化，但都控制着发声所需的运动。如果一只鸟的HVC受损，它就不能唱歌。类似地，如果一个人的布罗卡区受损，他就不能说话。
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为了观察雀类失去听力后HVC中发生的情况，穆尼和他的团队实际上在鸟类的大脑中建立了微小的窗口，并用玻璃覆盖了一毫米宽的孔。接下来，他们使用病毒将绿色荧光蛋白注入那里的神经元。通过窗口照射激光，研究人员可以观察到神经元的位置以及在实验过程中的外观。
在实验开始时，一只特定的雀类听起来像这样
但是，然后研究人员通过移除每只鸟的耳蜗使其失聪。两周后，这只失聪的鸟的歌声听起来像这样
穆尼惊讶地发现，控制鸟类歌唱的神经元在失聪后24小时内就开始退化，即使鸟类可能不会在几天或几周内完全停止唱歌。随着神经元之间连接的丢失，它们的信号减弱。穆尼认为，可能涉及“用进废退”的机制。
他说：“运动系统必须使用听觉信息来保持行为的良好状态。当听觉行为被移除时，系统没有办法评估其表现。因此它会崩溃。”
这项研究证实了神经科学家中日益增长的趋势，即不再认为大脑以简单的反射弧运作，其中感觉信息进入大脑，运动命令返回。相反，最新的研究表明，感觉输入和运动输出纠缠在反馈回路中。就鸟类而言，失聪的影响深入到斑胸草雀的大脑回路中。穆尼说，当人类失去听力时，可能会发生类似的现象。如果是这样，那么了解听力损失的分布效应最终可能有助于对抗它。
该研究还具有有趣的进化意义。公鸡不会学习啼叫，而是天生就具有这种能力。与会学习唱歌并根据环境修改歌曲的鸣禽不同，公鸡即使失聪也会继续啼叫。穆尼认为，在具有学习和修改发声能力的物种中，听见自己发出的声音一定更重要。了解所涉及的神经回路可能有助于科学家了解为什么人类和鸣禽在发声灵活性方面是独一无二的。
穆尼说：“在鸣禽的进化过程中，由于某种原因，建立了一个用于唱歌和歌曲学习的神经回路。在人类中，我们体内有某种东西使我们能够学习如何说话。黑猩猩和大猩猩没有那种灵活性。为什么要学习发声？”
接下来，穆尼说他想了解HVC的运动区域如何帮助鸣禽学习和记住它们听到的歌曲。