为什么我们能听到别人的脚步声,却听不到自己的?

由:艾莉雅霍伊特

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为什么我们对别人的声音如此敏感,却对自己的声音却无动于衷?domoyega /盖蒂图片社

你走在一条无人的街道上,突然你听到的脚步。你觉得可能有人在跟踪你。因为,虽然街道很安静,但你自己的脚步声永远不会被你记住——只会被一个陌生人的脚步声记住。那么为什么我们听不到自己发出的声音呢?

科学家们早就知道我们有能力屏蔽自己的个人噪音,但之前却不知道这是如何做到的大脑完成这个壮举,没错。发表在该杂志上的一项新研究的结果自然,旨在通过关注脚步声来加深我们对这一现象的理解。

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“我们想了解我们大脑中的单个细胞——我们的神经元——是如何协同工作使其发生的,”首席研究员说大卫·施奈德博士纽约大学(NYU)神经科学中心的助理教授在一封电子邮件中解释道。为了做到这一点,我们研究了老鼠的大脑。我们建立了一个增强现实系统,这样当老鼠奔跑时,我们可以通过实验控制它们听到的声音。我们可以让它们在走路时发出一种声音,然后我们可以意想不到地转换声音。”

这项研究是在杜克大学医学院进行的。科学家们很快发现,当老鼠期望自己走路的声音以某种特定的方式发出时,听觉皮层(大脑的主要听觉中枢之一)中的神经元就会停止对噪音做出反应。

施耐德解释说:“这就好像他们戴着特殊的耳机,可以过滤掉他们自己的动作声音。”“相反,当我们播放一个意想不到的声音时,它们听觉皮层中的神经元会有很大的反应。”

科学家们很快意识到,随着老鼠对自己走路的声音越来越熟悉,听觉皮层和运动皮层之间的一些重要连接发生了变化。运动皮层是大脑中负责运动的部分。

施耐德说:“当老鼠听到脚步声时,听觉皮层中活跃的抑制性神经元的连接加强了。”“最终的结果是,每当老鼠走路时,一组抑制性神经元就会活跃起来,产生老鼠所期望的声音的光负,这可能会在听到预期的声音时抵消掉。”

不仅脚步

这种体验也不局限于脚步。“呼吸急促的人很少知道他们是呼吸急促的人,因为对他们来说呼吸急促听起来没有那么大声!”我认为敲击键盘也是如此。”“当然,当我打字时,我能听到自己的击键声,但我通常不会被它们惹恼。但如果坐在我旁边的人不停地打字,我会抓狂的。”

对于任何习惯于被猎杀的生物,比如老鼠,这种过滤自身无害噪音、专注于更有潜在危险的声音的能力是至关重要的。当我们唱歌、说话或播放音乐时,这也是同样的现象。

“我们通常会在头脑中对自己想要发出的声音有一个想法。例如,当我坐在钢琴前,敲击琴键时,我知道我想让它演奏出什么音乐。但当我们练习的时候,我们经常会出错,”施耐德说。“我们在这篇论文中描述的机制——忽略我们的运动预期结果的能力——给了我们一种特别酷的能力,当我们出错时就能发现。所以如果我弹钢琴的恰到好处,我当然能听到,但我的听觉皮层却非常安静。但如果我玩错了,就会得到更大的反响。”

因此,施耐德说,大脑能够将这种反应解释为,“嘿,这听起来不对,也许我下次应该用不同的方式移动手指。”

“这让我们能够从错误中学习,”他说,并指出他们仍在试图弄清楚在学习语言和音乐技能时,大脑是如何使用这些错误信号的。

研究人员希望利用这些信息进一步阐明几个不同的领域。例如,在精神分裂症等疾病患者中,参与忽略和/或检测声音的大脑回路可能出现故障。

施耐德说:“精神分裂症患者经常生动地体验到不存在的幻觉声音。”“有人认为,这些幻觉可能是由于大脑运动和听觉中心之间的连接改变,我们认为我们已经识别的大脑回路可能与此有关。”所以我们想研究那些与人类精神分裂症相关的基因突变相似的老鼠。”

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