章邯

　　聾人變啞是因為他們無法聽到自己說話的聲音，不能自幼通過聽覺來學習發(fā)聲說話。這已是眾所周知事實。如果有一天，科學家能繞開受損的聽覺系統(tǒng)，而幫助聾兒感受到自己說話聲，那么聾人開口便有可能。

　　根據(jù)中國聽力學網(wǎng)，這種可能性來自美國杜克大學醫(yī)學中心的科學家，對鳴鳥（一種鳥類）大腦負責傳遞學習歌曲所需要的聽覺反饋的神經(jīng)元的實驗。他們的研究為改善人類言語奠定了基礎(chǔ)，例如將大大改善那些聽覺神經(jīng)受損，無法聆聽自己說話聲音情況下，學習講話的患者。“這項研究是首次，我們希望從大腦里，找到用于學習發(fā)聲的聽覺反饋通路，”杜克大學神經(jīng)生物學教授和本研究高級研究員理查德·穆尼博士說。

　　下面對這項研究的介紹，可能讀來深奧或者難懂，但是理解這一實驗的結(jié)果既有趣，也重要。
 

　　在試驗中，研究人員設(shè)計了一個巧妙的方法，小心地改變這些神經(jīng)元的活動，來證明其與控制歌唱的運動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用。該項研究由NIH資助，已經(jīng)發(fā)表在2010年1月13日《神經(jīng)元》網(wǎng)絡(luò)版上。

　　人類發(fā)聲學習不是一個簡單過程。 “在學習一個新的發(fā)聲時,大腦面臨的巨大挑戰(zhàn)是,由其控制的運動神經(jīng)指令發(fā)出大約幾十甚至幾百毫秒之后,大腦才能接收到執(zhí)行這一行為的反饋。”穆尼說。如果這樣，當人們在練習發(fā)聲時，大腦相應的神經(jīng)處理活動能力可以說難到極點：因為這時大腦必須快速地回放這一感覺信息，還得再毫秒之間，做出反應和相應的校正。
 

　　因此，科學家發(fā)現(xiàn)，幼鳥在向成年鳥學習鳥鳴時面臨的問題和我們?nèi)祟惥毩曊f話一模一樣，換言之，鳥類和人類通過相似的神經(jīng)系統(tǒng)來解決這個問題。于是，這些科學家希望通過該項研究，來發(fā)現(xiàn)鳥兒的大腦如何對聽覺反饋編碼，并利用聽覺反饋來影響發(fā)聲的練習。

　　在實驗中，研究人員使用精細的微電極對神經(jīng)元進行定位，當幼鳥聽見自己歌聲時，這些神經(jīng)元會變得活躍，這是個非常困難的過程，必須做到極其準確。他們最終能夠準確地記錄這些神經(jīng)元的活動，并找到了一整套正確的神經(jīng)元，然后，在通過植入電極，發(fā)出簡短的電流脈沖信號，而改變幼鳥學習鳥鳴時，其中一個重要和符有關(guān)的神經(jīng)活動。其結(jié)果是外來刺激改變了幼鳥的感知內(nèi)容，而正是對感知的改變，使得鳥兒發(fā)聲走調(diào)。與此不同的是，如果科學家直接刺激產(chǎn)生音符的運動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，那么目標歌曲的音節(jié)會立即走調(diào)。

　　由于鳥兒以毫秒為精度來練習歌唱，研究人員能確定鳥兒大腦學習分辨感知錯誤對應的歌曲部分有多準確。隨著時間推移，歌曲刺激區(qū)域的聲學特征也會走調(diào)。

　　從該項研究中，科學家獲得了三個有趣的研究結(jié)果。

　　第一，當鳥兒練習鳥鳴接受電脈沖信號刺激后，所產(chǎn)生音調(diào)走調(diào)出現(xiàn)延遲，有時甚至延遲數(shù)小時到數(shù)周才出現(xiàn)。

　　第二，走調(diào)始終出現(xiàn)在幼鳥學習鳥鳴時受到刺激的同一地方，這充分說明走調(diào)的瞬間正好是發(fā)聲時受外來“噪音”刺激之時。大腦可能錯誤地認為這個外來刺激聲是所學習的鳥鳴的一個部分，相互有關(guān)，并立即做出反應。

　　第三，通過對不同學習階段神經(jīng)活動的刺激和干擾，科學家們確定了鳥兒的走調(diào)在很大程度上和年齡有關(guān)。受到刺激的幼鳥，影響很快便表現(xiàn)出來，有時僅需一小時，而年紀大點的鳥兒盡管受到到刺激干擾,但它們?nèi)阅鼙３终_地鳴叫,只是一段時就后，再慢慢顯像出影響。
 

　　“因為我們直接將電脈沖信號輸入到聽覺反饋通路之中，所以大腦對此反應能力的改變，很可能和運動神經(jīng)系統(tǒng)能力的變化一樣。”穆尼說。

　　聲音精度對于鳴鳥至關(guān)重要，因為雌性鳴鳥在選擇伴侶時，從某種程度上，依賴它們歌唱時的瞬時精度。瞬時精度在人類言語中也十分重要，因為兩個語音的聲學特征可能僅有毫秒之差。

　　這項研究對于科學家研究人類言語學習非常重要，譬如，科學家們會通過刺激人大腦中和言語學習相關(guān)聽覺反饋通路，而幫助聽覺神經(jīng)受損的患者學習說話，尤其是那些年齡較大、耳聾且需要學習言語的兒童或成年人。

　　這項研究也為探討大腦如何將行為相關(guān)的反饋和感覺模型相比較打開了大門，這是模仿的基礎(chǔ)。模仿是人類文化源泉，因為在最初的歌唱學習試驗中，我們不可能使用人類作為試驗品，而成年和幼年鳴鳥為我們提供了一個完美的替代系統(tǒng)。這樣我們就可以研究這一較為復雜的學習類型的潛在大腦機制。”