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大脑中的“自动调音台”:揭示幻听现象的神经机制

2010-12-28 12:55 每日科学 每日科学 阅读 0
核心摘要: 美国加州大学伯克利分校的研究发现,大脑中存在一个音量设置网络,能选择性调节自己说话和听到的声音。该研究通过记录癫痫患者大脑电信号,揭示了听觉皮层中相邻但功能不同的神经元亚区,分别负责放大和抑制自我声音。这一机制有助于区分自我与他人的声音,对语言发展和环境适应至关重要。研究还指出,精神分裂症患者可能因缺乏该机制而出现幻听,为理解精神疾病提供了新视角。

大脑会过滤掉不想要的噪音,就像电视遥控器上的消音按钮,让人们集中于正在听的声音。但如果是我们自己说话的声音呢?据《每日科学》网站报道,美国加利福尼亚大学伯克利分校的一项新研究显示,大脑中有一个音量设置网络,能选择性地把我们自己说话的声音和听到的声音调大调小。研究发表在《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)上。

加州大学伯克利分校(UCSF)的神经科学家与约翰·霍普金斯大学合作,追踪研究了一些癫痫病患者的大脑活动。由于治疗需要,病人的脑皮质中已植入电极来追踪发病位点。研究人员检测了病人健康大脑组织中的电信号。

研究人员指导病人复述听到的单词和字母,并记录他们的活动,对比他们在说和听过程中电信号的释放。结果发现,病人在说话时,大脑中联系听力机制的神经元活动减弱,而其他神经元则活跃,听觉皮质区显示出更少的活动;而不讲话时,则显示出相同或更高的活动水平。

以往的研究显示,猴子大脑中有一个可选择的听觉系统,能放大它们自己发出的各种声音,如发现食物和警告危险。但尚不清楚人类听觉系统是如何连通的。

“我们发现,每次听到声音时,数百万的神经元同时激活,紧接着数百万的神经元就不再理会外部声音,只有当每次你说话时才再次激活。”论文主要作者、UCSF神经科学系博士生阿迪安·弗林克说,“我们之所以能区分自己和他人的讲话,这种马赛克般的反应机制起着重要作用。”

过去认为,在讲话过程中,人类的听觉系统大部分是被抑制的。这次新研究发现了两块紧连在一起的皮层,位置仅隔几毫米的脑细胞亚区,承担不同的音量控制职能,对自己讲话有着截然不同的敏感性。而这种敏感性有助于区分自己和他人声音,以确保准确表达自己的意思。

根据弗林克的理论,追踪自己的讲话对于语言发展更加重要,以便监控自己所说的内容,控制环境噪音的变化。“无论是学习一种新语言,还是跟朋友在嘈杂的酒吧交谈,我们需要听到自己在说什么,并根据需要和外界环境随时做出调整。”

弗林克还指出,精神分裂症患者不能区分自己的声音和他人的声音,可能就是因为他们缺乏这种听觉选择机制。这一发现还有助于更好地理解幻听现象,为精神分裂症等疾病的治疗提供新思路。

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