本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
你的手机响了。 你不记得把它放在哪里了，但是你能听到铃声，并且知道它在隔壁房间。 问题是，你是怎么知道的？
我们的眼睛可以通过比较左右眼的视觉结果来判断距离（一只眼睛失明会损害你判断视觉距离的能力）。 但是你的耳朵呢？ 耳朵有一个额外的问题，它们很容易被声音的强度所迷惑，并将其与距离混淆。 一个柔和的声音和一个从很远的地方听到的声音具有相同的强度，相同的分贝水平……然而我们知道一个很近，一个很远。 我们是如何知道的？ 你可能会说，就像我们的眼睛一样，我们可以比较左右耳（这是我在学校学到的），但实际上，我们不能仅仅依靠这个，因为除非声音直接来自我们正前方，否则你的两只耳朵之间噪音强度的变化率总是不同的。 你总是处于相对于声音略微不同的角度，或者空气是不同的，这使得左右耳之间的比较更加困难，因为它需要不断调整。 肯定有另一种方法。
Kopco 等人。“人类听觉皮层中距离的神经元表征” PNAS，2012。
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我们知道，当播放响亮的声音时，我们的听觉神经元会做出反应，但它们的反应方式相当随意。 相比之下，对于较低的分贝水平，我们可以区分相同强度但距离不同的声音（最佳距离可达 100 厘米）。 问题是我们如何区分差异。
为了研究这个问题，这项研究的作者选取了 12 个人，让他们暴露在不同距离的声音刺激中。
您在上面看到的是实验的布局。 参与者在 fMRI 机器中，并接受扫描以观察大脑中血氧信号的变化。 在扫描期间，这个人接受成对的音调，在不同的距离，在右耳。 然后他们必须选择哪个音调更远。 在这项任务中，有几种不同的选项。 声音的强度（分贝水平）可能不同，它们的距离可能不同，或者它们可能是恒定的。
作者正在寻找两件事：首先是查看参与者是否可以区分不同的距离，其次是查看大脑中可能发生距离区分的位置。
首先，您可以在上面看到，参与者非常擅长区分距离上的差异，即使对于声源最接近的噪音，正确率也达到了 70%。 但是信号在哪里被处理呢？
您在这里可以看到的是声音测试期间的 fMRI 信号。 顶部一对是恒定的一对音调，在恒定的强度和恒定的距离下，与一个人正在听声音但只收到安静的情况进行比较。 毫不奇怪，激活区域集中在颞叶（尽管很可能在其他地方也有很多激活，但这只是他们正在寻找的地方），那里有很多听觉处理。 您可以看到，当人真的听到声音时，信号比仅仅期望听到声音时更强。
下面第二组信号显示了变化的声音强度（分贝水平，或者，见鬼，“响度”）与控制条件相比，第三组比较了变化的声音距离与控制条件。 但是最后一组是最有趣的，他们比较了强度与距离，并在颞叶的一个非常小的部分发现了处理上的差异（尽管我很想看看控制条件的减法比较结果）。 作者假设这个区域，它也靠近其他已知处理声音方向等听觉通路，可能也处理距离。
他们依靠来揭示这一结果的是刺激特异性适应。 基本上，你的大脑会对重复的事物表现出减弱的反应。 这在行为上的关联是，比如说，进入一个有白噪声发生器的房间。 起初你会注意到它，但过一会儿它就会退到背景中，你不再注意到它。 另一个例子是，大多数人不再感觉到衣服在白天摩擦他们的身体（虽然我敢打赌你现在正在考虑它！）。 这些都是刺激特异性适应。 它们很容易发生在声音等事物上，大脑也会对这种重复的事物做出较少的反应。 因此，作者希望对噪音恒定条件等事物的刺激特异性适应能够让距离和强度上的细微差异显现出来。
但请记住，这毕竟是一项 fMRI 研究，并带有所有 fMRI 研究的常见警告：我们不知道我们在看什么。 这是一小部分人群，并且 fMRI 信号可能几乎什么都不是（毕竟，你可以从 死鲑鱼身上获得 fMRI 信号）。 他们发现的区域非常小，而且样本如此之小，可能是一个伪影。 我并不是说这项研究是错误的，而是说它需要被复制和仔细研究。 但我确实喜欢他们为执行所有控制所做的努力，包括变化的距离和强度，以及两者之间的比较。 我也很想更多地了解我们如何处理距离上的差异，对于对我们日常生活如此重要的事物，意识到我们对此知之甚少真是令人着迷。
Kopco N, Huang S, Belliveau JW, Raij T, Tengshe C, & Ahveninen J (2012)。 人类听觉皮层中距离的神经元表征。《美国国家科学院院刊》，109 (27), 11019-24 PMID: 22699495