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暂时视觉剥夺可提高听力 精选

已有 7117 次阅读 2014-2-6 11:26 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察


许多视障人士有音乐天才,例如Stevie WonderRay Charles。那么视觉障碍对听觉到底产生了什么影响?最近一项研究发现了解释这一疑问的线索,研究发现黑暗环境下成年小鼠听力更敏感,更强的音调和频率分辨能力。这种功能增强和大脑的适应性有关,这种神经元之间联系的增强往往只发生在幼年期。这一研究今天发表在《神经元》上。

约翰霍普金斯大学神经学家Hey-Kyoung Lee等采用健康成年小鼠,把一组动物放在黑暗环境中饲养1周,另外一组为自然光照。研究人员使用电极检测动物初级听觉皮层的神经元电活动,初级听觉皮层能分辨声音的类型、强度和方向。

研究人员用不同频率和强度声音给这些动物处理,观察这些神经细胞的反应情况,Lee说“结果非常让人吃惊,和正常对照动物比较,黑暗环境下饲养小鼠听觉皮层神经细胞能“听”到更轻柔的声音,也能区分不同的声音频率。”

早期的研究曾经发现,听觉皮层变化需要比较长的时间,人类生命早期视觉丢失比成年后视力丢失有更强的适应能力。这一新的研究发现,成年后大脑仍可以迅速发生改变。更深入的研究发现,这些变化的细胞学基础可能是皮层神经细胞之间的突触联系的变化。这些变化过去曾经认为不会发生。

结果对视觉障碍能提高音乐能力的现象提供了一个解释。失去视觉的人可以获得更强的听觉能力。但用脑功能成象技术对人的研究结果缺乏细胞学证据。最新研究是在细胞水平上解释了行为学改变的原因。

这种变化是暂时的,但这种结果可给研究人员提供一种提高患者听力的一种思路。许多患者依靠人工耳蜗解决听觉障碍的问题,移植人工耳蜗越早效果越理想。但在成年时期,听力完全丧失患者不能通过人工耳蜗完全纠正听力。

作者之一马里兰州立大学生物学家Patrick Kanold提示,视觉剥夺并可能不能在成年人类产生类似影响。将来的研究是要确定是否人类也具有类似的作用。或者人类需要比动物更长时间的干预才能产生效应。

MIT神经科学家Pawan Sinha认为这个结果仍令人惊讶。他说过去许多学者报道盲人有更强的听觉定位能力,但是基础听阈似乎没有影响。

10多年前我曾经参与过一项相关研究,我们根据过去的研究认为,盲人的听力敏感性增强和大脑的可塑性有关,其中大部分视觉皮层可能会被听觉借用,这是听力增强的基础,我们希望采用fMRI技术证实这种推测。虽然后来没有完成这个研究项目,但多年后发现有一些学者采用这个思路完成了我们当时的想法。这个思路的源头是多年前我听上海神经所蒲慕明教授的一次讲座,他提到,所有神经细胞之间理论上都可以产生直接或间接联系,外来刺激能影响这种联系。他们使用细胞研究这些可塑性变化,大脑也应该存在类似的基础和机制。

Nature doi:10.1038/nature.2014.14677

 




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