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听觉,需要的不仅仅是耳朵,更重要的是大脑。因为对神经科学缺乏了解,大家一般想到听力,都觉得听不听得到,主要靠耳朵。稍微了解一点的人会说,导致听力减退的是脆弱的耳蜗(cochlea)。
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耳朵只是听觉神经系统的第一阶段,外耳收集声音,中耳把声音转化为耳膜二维的前后振动,内耳的耳蜗将声音的机械运动转化为神经信号。左右两耳收集到不同的声音信号,沿着脑干分别送到右左两边的听觉皮层(位于颞叶,即大脑两侧),再通过这片大脑的不同区域的合作分工,一层层分析听到的声音的物理特征,包括频率、声强(注意,音量是个主观的心理量度,与声音的频率也是有关系的)等等。若是有意义的声音,然后还要把声音信号解析发送给语言和音乐中心,进行更加高级复杂的认知功能。
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等等,什么是“听力减退”?
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“听力减退”是个非常概括的描述。如果直接提问:每天听音乐一小时还是两小时,每过20分钟休息一下、音量正常、音乐并不过多使用高频声音、使用舒适的耳机或是用音箱的话,会不会对听力有什么特别的伤害?但你也看到了,我加了很多条件。
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因为,即使是在美好的工业时代之前,没有工地噪音、没有天天听音乐,人的听觉也是随着年龄增长每一刻都在衰退。
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其主要原因,就是耳蜗里的毛细胞(hair cell)逐渐死掉。下面我要解释一下背景耳蜗和其毛细胞的重要性。
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在听觉的第一个阶段(耳朵中)耳蜗是最重要的。耳蜗是一个长得像蜗牛壳的内耳结构。
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耳蜗是听觉转导器官,负责将来自中耳的声音信号转换为相应的神经电信号,交送脑的中枢听觉系统接受进一步处理,最终实现听觉知觉。
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——维基百科
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耳蜗有像花卷一样的结构,里面是一个连通的管道。而我们就是通过这个结构来感知声音中不同的频率的。没有耳蜗,耳朵就失效了。而这个像蜗牛的组织,有什么特别之处呢?
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冷知识:人的耳蜗转了两圈半,小白鼠的则是半圈。
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我们知道,人类能听到的声音频率范围很窄,只有20到20,000赫兹,而且这个算是正常人的极限,很多人就算很年轻的时候都只能听到15,000赫兹。实际上,人比较敏感的频率区间只有1000到4000。原因很简单,我们的听力是用来交流和发现危机的,与我们生活相关的自然声大多只在这个区间。
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冷知识:声音也可以通过骨头传递到中耳,从而被听到。这就是“骨传导”(bonecouduction)。
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耳蜗的墙壁上,密密麻麻地排着一种很特殊的细胞,叫毛细胞。你看它的样子就知道为什么叫这个名字了。
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声音导致耳鼓振动时,会使得耳蜗内壁上的这些毛细胞的毛也“摇曳”起来。每根毛的头顶都有根类似于旧式灯的拉绳开关的线,这根线连接着旁边的毛侧面上的离子通道。每当这些毛左右摇曳时,短毛就会带动这个线,进而将旁边的长毛上的离子通道拉开。这时毛周围液体中的钙离子和钾离子便会从这个离子通道一拥而入,激活这些毛的所属毛细胞。
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小鸡的内耳毛细胞。每个毛细胞(橘色部分)大概10微米宽,蓝色部分为“毛”。每一个毛细胞旁边有6个辅助它生存和工作的其他细胞(绿色部分)。请注意,这里的颜色并非细胞本身的颜色,仅是为了示意不同的细胞和细胞机构
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耳蜗是将声音中的不同频率解码为神经信号的重要结构。把卷着的耳蜗拉直,位于耳蜗根部(就是更粗大的那一部分)的毛细胞负责高频率声音的转化,而另一头的毛细胞,就是本来裹在耳蜗中间的那个尖尖,负责低频率。从某种程度上来讲,负责最高频的毛细胞的数量是要少于负责中频率区间的。所以听力的衰退是从对高频声音变迟钝开始的。
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现在你应该知道毛细胞有多么重要了吧?没有它们,或者它们的数量过量减少,我们的听力肯定会出大问题。要命的是,毛细胞是不能再生的。(至少在自然的状态下,人类耳朵的毛细胞是不能再生的。虽然我们在实验室中再生毛细胞的工作已经有很大的进展了,但到广泛的临床引用还有很长的一段路要走。)
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冷知识:鸟的毛细胞在日常情况下也是可以再生的哦。
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残酷的现实是,随着年龄增长,每一天,我们的毛细胞数量都在减少,当年龄过了35岁时,已经很明显地不能与青少年那样听到很多高频声音了。有个英国大叔非常讨厌社区里老是在他家门口玩耍的小孩,就制作了一个会不间断发出高频声音的音响,放在他家门口。因为他已经听不到了,所以对他无影响,但小孩靠近时,就会听到那些烦人的高频噪音,然后逃跑。
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大多数年轻人,只要不是因为耳朵受到严重的物理损伤或患过精神疾病,不是一天到晚、一周七天、几十年如一日都在那种分贝很高的环境下生活工作,基本上我们不认为会有什么严重的听力问题。当然,某些特殊的职业可能难以避免,譬如说,专业录音师就比同龄人的听力要差一些。
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当要做专门针对老年的听觉的实验时,年龄超过50岁的志愿者均需要提前做一系列听觉测试,让我们掌握其听觉能力的情况。实际上,像是研究正常人类听觉的,参加我的实验的志愿者不能超过35岁,过了35岁的听觉能力已经不在最好的状态了,衰退最明显的就是高频方面。
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