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一项新的研究发现,听觉皮层的神经结构—处理声音的大脑部分,在重度耳聋和听力正常的人中几乎是相同的。
研究报告提出了关于经验在处理感觉信息中的作用的一系列新问题,并可能为耳聋干预找到新途径指明了方向。这项研究于6月18日发表在《科学报告》。
该报告的作者是 Ella Striem-Amit,哈佛大学阿方索卡拉马扎认知神经心理学实验室的一名博士后研究员、哈佛大学的Mario Belledonne、科英布拉大学Jorge Almeida以及北京师范大学的Quanjing Chen, Yuxing Fang, Zaizhu Han and Yanchao Bi 。
“这是个有趣的现象,其中一个原因是因为我们不知道是什么原因导致脑组织做到这一点的,”Striem-Amit,该研究的主要作者说。“每个人的经历对大脑开发的重要性如何?在试听时,我们知道正常人和动物的大脑是如何运作的,但我们不知道先天性耳聋者的大脑是否也保留了同样的组建方式。”
Striem-Amit说,正常人和耳聋者大脑结构之间的相似性表明,听觉皮层的组织方式并非严重依赖于经验,而更可能是基于先天因素。因此先天失聪的人,大脑的组织方式仍然相同。
但这并不意味着经验在处理感觉信息中不起任何作用。
其他研究的证据表明,在幼儿和儿童植入人工耳蜗更为成功,Striem-Amit说。这表明,在生命早期,大脑可塑性的关键时期没有感觉输入,大脑可能无法恰当地处理信息。
为了了解听觉皮层的组织方式,Striem-Amit和她的合作者们首先取得了所谓的“tonotopic”图,他显示了听觉皮层对不同音调做出的反应。
为了做到这一点,他们将志愿者置于MRI扫描仪下,播放不同的音调—一些高频率、一些低频率,并追踪听觉皮层被激活的区域。他们还要求正常受试者和失聪受试者只需在扫描仪下放松,几分钟后追踪他们的大脑活动。这有利于映射出哪些区域在功能上是相互连接的—基本上是那些有着类似、相关的激活模式的区域。
然后,他们利用在tonotopic图上显示出频率选择性的领域,来研究听力正常者和先天性耳聋群体中与音调选择性相关的功能连接图表,发现两者几乎相同。
“聋人听觉皮层的典型组织方式和组织方式变化之间存在一个平衡,”高级研究员Yanchao Bi教授说道:“但即使听觉皮层在处理视觉信息上呈现出可塑性,典型的听觉组织方式仍是可以发现的。”
该研究还提出了一些尚未得到答案的问题。
“我们知道其架构所在之处地方且它的确具有功能,”Striem-Amit说。“例如,我们知道当聋人观看手语等视觉信息时,他们的听觉皮层也很活跃。问题是:这些区域在聋人中起什么作用?它们仅仅是通过视觉,做出与正常人相同的处理方式么?
除了研究耳聋动物,研究人员之前关于先天失明者的研究提供了解开谜题的线索。
盲人视觉皮层的地形结构图(与音位图差不多,被称为“视网膜”)与近视者相似。重要的是,当给予其他感官刺激时,近视者视觉皮层的各区域在处理某些类别的对象时,呈现出与正常人一样的专业分工。例如,盲人读盲文,或通过声音传达字母,处理信息的区域与正常受试者处理看到的字母时一样。
“大脑组织的大部分发育并不受经验影响—该原则在失明患者中已经建立起来,”Striem-Amit说:“也许同样的原则也适用于耳聋。”