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大脑使用指南:其实你活在大脑创造的虚拟世界里 听觉:听不听得到,就这个旋律
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什么是“鸡尾酒会效应”?
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难易程度
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想象一下,我们俩坐在咖啡厅里聊天,窗外哗啦啦地下着雨,隔壁桌的两位刚刚血拼归来的妹子在激动地讨论战利品,不远处咖啡师正在用蒸汽加热牛奶,头顶还放着不算太好听的纯音乐,突然某个人的手机响了,响起不自然的尖锐的铃声……
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而在如此嘈杂的环境下,你还能够听清我的声音,不是因为我的声音比背景音大声,或是声音的性质完全不同,而是因为你的大脑将听觉注意力放在了我的声音上,并进行了过滤。在多种声音混杂的环境中,注意倾听某一种声音,在听觉神经科学上是非常重要的一个现象,叫作“鸡尾酒会效应”(Cocktail Party effect)。
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为什么这个很重要?如果人类的听觉系统没有这个能力,我们就无法区分不同声音,更不可能听得懂语言和音乐了。
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但是,即使它很重要,那又怎样呢?视觉不是也能够区分不同的物体吗?
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这次,请想象你现在正站在一个平静的湖边,你的左右两边正好有两道小水渠,湖水流入水渠之中。微风吹起落花,在两道水渠中,一边掉落了一片花瓣,一切都很宁静,湖水静止,像是镜子,所以水渠中的花瓣也只是静静地浮在水面上。这时,不远处有人往湖中掷入石子,打破了湖面的宁静,一圈圈波纹散开来,也扩散到了水渠之中,花瓣随波时起时伏。这时,通过观察比较两边花瓣的起伏,可以了解到水波的大小和来的方向。
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想想觉得不可能办到吧?但实际上,你的听觉就能做到:丢入湖中的石子等同于现实中制造声音的物体,水波正如声波,而你左右两边的水渠是你的耳朵耳道,水渠中的花瓣是你的耳膜,而你所站的位置、所做的观察和分析,就是你双耳之间的大脑时时刻刻都在做的声音分析。
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这种机制不仅精确还非常迅速,最直接的例子就是语言。在与人交谈时,你不仅能够理解声音组合的意义(由一个小女孩所说的“苹果”和一个中年男子所说的“苹果”,声音实际上是完全不一样的,但你能够立马明白他们俩说的是一个东西,并联想到苹果的样子),而且在语速加快、背景嘈杂的情况下也能够理解得非常精准。
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那为什么需要知道它是怎么工作的呢?
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因为这个机制所完成的任务对现阶段人类创造的人工智能来说是一件很困难、复杂的任务,对人类听觉多一些了解,有可能就会对耳机的设计、虚拟现实、语音识别有进一步的帮助。譬如说iPhone的Siri,它现在很糟糕吧,背景稍微嘈杂一点,或是发音稍不标准,Siri就听不清楚你在讲什么。相比之下,人对声音的分析能力比它强太多了,如果Siri能学习一下人脑,说不定会有很大的进步,不,将会是飞跃。因为Siri现在压根就听不懂我们在说什么,它只是简单地把声音信号变成了字而已,然后再把准备好的答案告诉你。
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啧啧,人工智能离真正的智能还有很长的路要走呢。所以说,双耳之间,正在发生令人惊叹的事情,正因如此,神经科学才如此令人着迷。
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每天听音乐超过一小时,真的会导致听力减退吗?
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难易程度
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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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