研究表明，在生命早期出生时失明或失明的人往往具有更细微的听觉感受，特别是在音乐能力和跟踪太空中的移动物体时(想象一下仅使用声音穿越繁忙的道路)。几十年来，科学家们一直在思考大脑的哪些变化可能是这些增强的听觉能力的基础。
现在，4月22日华盛顿大学发表了一对研究论文 - 一篇刊登在“神经科学杂志”上，另一篇发表在“美国国家科学院院刊”上- 利用功能磁共振成像来识别大脑中的两个差异盲人可能对他们更好地利用听觉信息的能力负责。
“有这样的想法，盲人擅长听觉任务，因为他们必须在没有视觉信息的情况下在世界上前进。我们想探索这种情况在大脑中是如何发生的，”华盛顿大学心理学教授Ione Fine说。这两项研究的资深作者。两项研究都没有简单地观察大脑中哪些部分在听力时最活跃，而是检查了大脑对听觉频率细微差异的敏感性。
“我们没有测量神经元发射的速度，而是神经元群体如何准确地代表声音信息，”大学心理学系研究生，“神经科学杂志”论文的主要作者Kelly Chang说。该研究发现，在听觉皮层中，盲人的个体在辨别声音频率的微小差异时表现出比视力受试者更窄的神经“调谐”。
“这是第一项显示失明导致听觉皮层可塑性的研究。这很重要，因为这是一个大脑区域，在盲人和视力者中接收非常相似的听觉信息，”Fine说。“但在盲人中，需要从声音中提取更多信息 - 因此，该地区似乎会发展出更强大的能力。
“这提供了一个优雅的例子，说明婴儿大脑中的能力发展如何受到他们长大的环境的影响。”
第二项研究探讨了在生命早期出生时失明或失明的人的大脑 - 被称为“早期失明”的个体 - 如何代表太空中的移动物体。研究小组表明，大脑中称为hMT +的区域 - 在视力正常的个体中负责跟踪移动的视觉对象 - 显示出反映盲人个体中听觉信号的运动和频率的神经反应。这表明，在盲人中，hMT +区域被招募来扮演类似的角色 - 跟踪移动的听觉对象，如汽车，或周围人的脚步。
“神经科学杂志”上的论文涉及两个团队 - 一个在威斯康星大学，另一个在英国牛津大学。两个团队测量研究参与者的神经反应，而参与者听取一系列莫尔斯代码般的音调，频率不同，而fMRI机器记录大脑活动。研究小组发现，在盲人参与者中，听觉皮层更准确地表示每种声音的频率。
“我们的研究表明，盲人的大脑能更好地代表频率，”Chang说。“对于有视力的人来说，准确表达声音并不重要，因为他们有视力帮助他们识别物体，而盲人只有听觉信息。这让我们知道大脑中的哪些变化解释了为什么盲人更善于挑选和识别环境中的声音。“
“美国国家科学院院刊”的研究调查了大脑对hMT +区域的“招募”如何帮助盲人用声音追踪物体的运动。参与者再次听取了听觉频率不同的音调，但这次音调听起来像是在移动。正如以前的研究中发现的那样，在盲人中，hMT +区域的神经反应包含有关声音运动方向的信息，而在有视力的参与者中，这些声音并未产生显着的神经活动。
通过使用频率变化的声音，研究人员可以证明，在盲人中，hMT +区域对声音的频率和运动具有选择性，支持这个区域可以帮助盲人跟踪太空中移动物体的想法。
“这些结果表明，早期失明导致视觉区域被招募以相对复杂的方式解决听觉任务，”Fine说。
这项研究还包括两个视力恢复对象 - 从婴儿期到成年期失明的个体，当成年期通过手术恢复视力时。在这些人中，hMT +区似乎具有双重目的，能够处理听觉和视觉运动。包括曾经视力障碍的人，为大脑中这种可塑性在发育早期发生的想法提供了额外的证据，Fine说，因为结果显示他们的大脑由于他们的早期而转向听觉处理 - 生命失明，即使在成年后恢复视力，仍保持这些能力。
根据Fine的说法，这项研究扩展了当前关于大脑如何发展的知识，因为团队不仅关注大脑的哪些区域因失明而被改变，而且还准确地检查了哪种变化 - 特别是对频率的敏感性 - 可以解释早期盲人如何理解世界。正如其中一位研究参与者所描述的那样，“你用眼睛看，我用耳朵看。”
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