新研究对听力如何运作的旧观念提出了质疑
我们体验音乐和言语的方式与迄今为止所相信的有所不同。这些新发现已发表在《科学进展》上,并可能使设计更好的人工耳蜗成为可能。
我们是社会动物。别人的声音对我们来说很重要,我们的听觉是为了体验和区分声音和人类的语言。到达外耳的声音由鼓膜传递到螺旋形内耳,也称为耳蜗。听觉的感觉细胞,外毛细胞和内毛细胞,位于耳蜗中。声波使内部毛细胞的“毛发”弯曲,通过神经向大脑发送信号,大脑解释我们听到的声音。
在过去的100年里,我们一直相信每个感觉细胞都有自己的“最佳频率”(每秒声波数量的量度)。毛细胞对这个频率的反应最强烈。这个想法意味着最佳频率为1000 Hz的感觉细胞对频率略低或较高的声音的反应要小得多。人们还假设耳蜗的所有部分都以相同的方式工作。然而,现在,一个研究小组发现,处理频率低于1000 Hz的声音(被认为是低频声音)的感觉细胞并非如此。人类语音中的元音位于该区域。
“我们的研究表明,内耳中的许多细胞同时对低频声音做出反应。我们相信,这使得体验低频声音比其他情况更容易,因为大脑同时接收来自许多感觉细胞的信息,“林雪平大学生物医学和临床科学系教授Anders Fridberger说。
科学家们认为,我们听力系统的这种结构使其更加强大。如果一些感觉细胞受损,许多其他感觉细胞仍然存在,可以向大脑发送神经冲动。
不仅人类语音的元音位于低频区域:许多构成音乐的声音也位于此处。例如,钢琴上的中C频率为262 Hz。
这些结果最终可能对严重听力障碍患者具有重要意义。目前在这种情况下,最成功的治疗方法是人工耳蜗植入,其中电极被放置在耳蜗中。
“当前人工耳蜗的设计是基于这样的假设,即每个电极应该只在特定频率下给予神经刺激,以一种试图复制我们听力系统功能的方式。我们建议改变低频刺激方法将更类似于自然刺激,并且应该以这种方式改善用户的听觉体验,“Anders Fridberger说。
研究人员现在计划研究如何将他们的新知识应用于实践。他们正在研究的项目之一涉及刺激耳蜗低频部分的新方法。
这些结果来自豚鼠耳蜗的实验,豚鼠在低频区域的听力与人类相似。
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