一项发表于《Human Brain Mapping》的研究发现,在先天性耳聋的年轻个体中,原本负责处理声音的听觉皮层并非简单地“被视觉接管”而增加活动,而是表现出一种意外的模式:当呈现视觉刺激时,听觉皮层出现了系统性的神经信号抑制(去激活)。这种抑制是刺激依赖性的,且遵循有组织的模式——主要响应视野对侧的刺激、更集中在中央视野、覆盖相对较大的空间区域。这表明,感觉剥夺后的大脑重组不仅可以通过增加激活来实现,还可以通过选择性抑制来实现——这可能是大脑过滤无关信息或优化视觉注意的一种方式。
作者: Bial Foundation(经 BIOGUIDER 编辑整理)
背景:跨模态可塑性的已知与未知
神经可塑性允许人脑在整个生命过程中重组,特别是在感觉剥夺条件下。既往研究已表明,在先天性耳聋中,视觉可以“招募”通常用于听觉的区域——重组后的听觉皮层对运动、节奏或视野中的位置等视觉刺激做出反应,这种重组与视觉任务中的行为优势相关。然而,重组后的听觉皮层如何表征低水平的视觉空间特征,此前仍不清楚。
研究方法
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参与者:年轻先天性耳聋个体 vs. 听力正常个体
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刺激:简单的视觉模式(系统性地扫过视野的不同部分)
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技术:功能磁共振成像(fMRI)
核心发现:听觉皮层中的选择性抑制
| 参与者 | 视觉皮层反应 | 听觉皮层反应 |
|---|---|---|
| 听力正常组 | 根据刺激位置激活(预期模式) | 无相关调节 |
| 先天性耳聋组 | 激活 | 意外的系统性去激活(抑制) |
“在聋人参与者中,当视觉刺激出现时,听觉皮层并没有表现出预期的活动增加。相反,我们观察到了神经信号的系统性去激活。这些去激活是刺激依赖性的,而非单纯噪音,表明剥夺了声音输入的听觉区域内存在有组织的视觉表征。”
—— 研究者团队
抑制的组织模式
更详细的探索性分析显示,听觉皮层中的这些去激活遵循有组织的模式:
| 特征 | 发现 |
|---|---|
| 视野偏侧性 | 主要响应视野对侧的刺激 |
| 视野集中性 | 更集中在中央视野 |
| 空间覆盖 | 覆盖相对较大的空间区域 |
这表明,该区域确实在表征视觉刺激所在的位置——尽管是以“抑制”而非“激活”的方式。
研究意义:重新定义大脑可塑性
“这项研究为大脑可塑性开辟了一个新视角,表明大脑不仅仅是通过增加激活来用一种感觉替代另一种感觉,它也可以通过选择性抑制来实现——这可能是过滤无关信息或优化视觉注意的一种方式。将这些抑制现象纳入现有模型和理论,可能为理解感觉剥夺系统中的感觉重组提供更全面的理解,扩展我们对跨模态可塑性机制和功能性的知识。”
—— 研究者 Alessio Fracasso(Coimbra大学)
关键信息总结
| 传统观点 | 本研究揭示 |
|---|---|
| 跨模态重组主要通过剥夺皮层的激活增加来实现 | 聋人听觉皮层在视觉任务中表现为系统性的抑制(去激活) |
| 重组区域“承担”了缺失感觉的处理功能 | 抑制可能代表一种不同的神经编码策略——用信号的“关闭”来表征信息 |
| 主要关注激活模式的变化 | 必须开始系统性地考虑抑制模式在感觉剥夺后重组中的角色 |
结论
这项研究表明,在先天性耳聋中,听觉皮层对视觉刺激的反应不是激活增加,而是组织化的、刺激依赖性的抑制。这种抑制模式具有对侧偏好、中央视野集中和大空间覆盖的特点,表明听觉皮层确实在表征视觉空间信息——但可能是通过一种“关闭信号”的编码方式。这一发现扩展了我们对跨模态可塑性的理解,提示大脑重组既可以通过激活增加,也可以通过选择性抑制来实现。
文献信息
Tal, Z., Fracasso, A., et al. (2026). The Neural Organization of Visual Information in the Auditory Cortex of the Congenitally Deaf. Human Brain Mapping.
DOI: 10.1002/hbm.70444