大脑如何闹中听音

大脑中的机制帮助我们在人群中挑选语音。

《公共科学图书馆-生物学》6月6日发布的一项研究，对大脑如何在一个嘈杂、拥挤的房间里跟踪对话给出了很好的解释。这一发现可能有助于改善助听器的功能。

美国哥伦比亚大学的Vinay Raghavan说，关于语音感知的一般概念是只有你正在关注的声音才会被大脑处理。“但我的看法是，当有人在拥挤的地方大喊大叫时，我们不会忽视它，尽管大脑会专注于与我们交谈的人，但我们仍然会听到它。”

为了更好地了解大脑是如何处理多种声音的，Raghavan和同事在7个人的大脑中植入了电极，以监测他们接受癫痫手术时的器官活动。参与者在整个手术过程中都是清醒的，他们听了一段包含两个声音的30分钟音频片段。

在半小时内，参与者被反复要求在两个声音之间转换注意力，其中一个声音属于男性，另一个声音属于女性。两个声音的音量基本相同，但在音频片段的不同点上，一个声音比另一个声音大，以此模拟在一个拥挤空间中背景对话音量的变化。

研究人员利用这些大脑活动数据建立了一个模型，该模型预测了大脑如何处理更安静和更响亮的声音，以及当参与者被要求关注某种声音时会有什么不同。

研究人员发现，即使参与者被告知不要把注意力集中在更大的声音上，两种声音中较大的声音也是由初级听觉皮层和次级听觉皮层编码的，初级听觉皮层被认为负责有意识地感知声音，而次级听觉皮层则负责处理更复杂的声音。

“这是第一项使用神经科学原理证明大脑确实会对你没有注意到的语音进行编码的研究。”Raghavan说，“它打开了一扇门，让我们了解大脑如何处理你没有注意到的事情。”

研究人员发现，只有当他们要求参与者专注于较小的声音时，这种声音才会在大脑的初级和次级皮层中被处理。此外，与参与者被要求专注于更大的声音相比，大脑将这个声音作为语音处理的时间要长95毫秒。

“研究结果表明，当有一个背景对话正在进行时，大脑可能会使用不同的机制编码处理这两个不同的声音。”Raghavan说。

“如果我们能制造出一种助听器，并分辨出你在关注谁，那么我们就可以调大那个人的声音。”Raghavan说，通过了解感知更小声音的机制，可以让助听器变得更有效。

研究人员计划用侵入性较小的方法重复这个实验，记录大脑中的音频处理过程。“理想情况下，我们不想在你的大脑中植入什么东西来获得足够的大脑记录，从而解码你的注意力。”Raghavan说。（李木子）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.30021