我们经常会认为,人的视觉是最重要的感觉。实际上,听觉也同样重要。很明显,耳聋的人与周围人交流会非常困难。然而,聋人们却拥有自己独特的语言,使他们能够面对各类挑战。这种语言不使用嘴巴和耳朵,而全靠手和眼睛。由此,聋哑学生与听力老师之间的交流障碍便成为了一种文化现象。(比如,影片《悲怜上帝的女儿》中,一名在学校工作的聋哑女性爱上了一位听力老师,然而他们的关系却受到了社会观念的挑战。)尽管科学家们已知道了许多关于人类如何察觉并定位声音信号的秘密,然而人的大脑如何能够辨别得出诸如讲话之类的复杂声音,至今仍是个谜。 无论我们是听音乐、鸟叫还是鸡尾酒会上的推杯换盏声,听觉都始于空气的波动,我们把这种波动就叫做声音。如果我们能够看到由单音(笛子的音符便十分接近单音)引起的空气波动,这种波动实际上就像你向池塘扔下一块石头在水面泛起波纹。波纹的密度(频率)决定着音调的高低,波纹之间距离越短,音调越高;波纹之间距离越长,则音调越低。波纹的高度则决定着声音的强度。更为复杂的声音(比如讲话)是多种频率和多种强度混合在一起的声音。 人的外耳将这些声波传递到内耳中一个叫做耳蜗(其形状酷似蜗牛)的器官。耳蜗中生有听觉细胞,这些细胞附着在一个长长的卷状薄膜上。声压使耳内的液体发生运动,从而使卷状薄膜根据声音的不同频率产生不同形式的振动。这一振动能够激活听毛细胞的传感器,因为听毛细胞生有一束细腻的纤维,附着在细胞顶部。这些纤维的运动将振动信号转变为其他神经元能够接收的电子信号。 进入两只耳朵中的声音信息被一同传递给了脑干细胞。医生们利用这一点对听力丧失的原因进行诊断,前提是病人是单耳听觉损伤还是双耳听觉损伤。由于大脑中的神经元接受来自两只耳朵的信号,因此如果大脑中任何有关听觉的部分受损,都会导致两只耳朵的听力同时受损。为此,如果你只有一只耳朵听觉有问题,那么问题可能仅仅出现在这只耳朵本身或者听觉神经上。听觉受损还可能是由机械原因引起的(这些机械原因能够干扰声音从耳外传递到耳蜗),这一类听力损失可通过助听器矫正,助听器能够将进入耳朵的声音放大。由于听毛细胞受损而引起的听力损失只能通过耳蜗移植来矫正。 大脑在声音信号加工的过程中有两大目标:其一是将声音定位,以便人们能够转向声音源头的方向;其二是确定声音的类型。这两个目标都不容易实现,每一个都是由大脑的不同部位来完成的。因此,有些脑部受伤的病人在辨别声音方面没有问题,但却不能判断声音的来源,有些病人则正好相反。 两只耳朵听到声音的时间和强度的不同能够帮助大脑判断声音的来源。来自身体正前方或者正后方的声音几乎同时到达左耳和右耳;来自身体右边的声音首先达到右耳,然后到达左耳;来自身体右边的声音(至少是高频声音),由于头部的阻挡作用,在右耳听起来更为大一些,左耳听起来则小一些(低频声音则可以围绕头部传递)。因此,两只耳朵听到声音的早晚不同,可以帮助我们判断低音和中音的来源,而两只耳朵听到声音大小的不同,则可以帮助我们判断高音的来源。 当我们努力判断一个声音时,我们的大脑会对某些重要的信号进行特别的关注。大脑中有许多高级区域负责对复杂声音的反应,这些复杂的声音包括多频率声音以及特别声音信号。几乎所有的动物都拥有能够敏锐察觉到对自己性命攸关的声音的神经元,比如鸟类之于歌曲以及蝙蝠之于回声。(蝙蝠使用一种被称做声纳系统的工具,通过向物体发射信号并判断信号返回所用的时间,来判断物体的远近并进行导航。)对人类来讲,声音传译的一个重要特征是对讲话的辨认,大脑中有多个区域负责这一目的。 基于以往的听觉经验,大脑会改变其认知某些声音的能力。比如,儿童可以辨别出世界上所有语言的声音,然而一旦长大过了18岁,便会逐步丧失分辨母语之外语言的能力。正因为如此,在日本人听来,英语中字母“R”与“L”的发音相同,在日语中,没有这两个音的区别。 你也许会猜想,人们只是忘记了他们从未说过的声音之间的区别,而事实情况并不是这样。对婴儿大脑的电子记录(通过将电极接触婴儿的皮肤实现)显示,婴儿在学习母语语言时,他们的大脑实际上是在不断变化着的。当他们不断长大,蹒跚学步时,他们便会对母语语言做出更多的反应,而对其他声音的反应则会逐渐平淡。 一旦完成了这一过程,大脑会自动将它听到过的所有的语言声音纳入到一个系统中,比如,你的大脑中有一个关于字母“O”发音的完美模式,那么所有与这一发音接近的声音在你听来便都成了一个声音,即使这些声音在频率和强度方面各不?同。 只要你不是在学一门新语言,这一对母语的敏锐感知力是非常有用的,因为它能帮助你在嘈杂的环境中辨别出多个人的讲话。一个词语从两个不同的人嘴里讲出来,其频率和强度也会有所不同,但你的大脑会更倾向于将这两个听起来有些不同的发音看做是相同的,只有这样才能更好地形成词语的辨认能力。而语音识别软件则不同,它需要一个安静的环境,并且很难辨别出两个人以上的发音,因为它的工作基于声音的简单物理特性。在这一点上,人脑再一次胜过了电脑。对于电脑,我们不应当感到有多么神奇,除非它们能够拥有自己的语言和文化。 实用诀窍 如何预防听力丧失 你是否仍记得小时候母亲曾经警告你不要听太吵的音乐,否则你的耳朵会受到损害?母亲的话是对的。在美国,60岁以上的人有1/3患有听力障碍,75岁以上有一多半的人患有听力障碍。导致这种情况最主要的原因是长时间暴露在噪音环境中。婴儿潮时期出生的婴儿比他们的父辈和祖辈在更早的年纪听力便开始下降,这很可能是因为当今世界较之从前更加嘈杂。有专家对诸如便携式MP3忧心忡忡,因为它可以连续数小时播放吵闹的音乐而无须充电。 当然,引起听力损失的音乐绝不仅仅是摇滚音乐。任何长时间持续的噪音都会造成听力损失,比如割草机、摩托车、飞机、救护车鸣笛和鞭炮,短时间暴露于极大噪音中也会造成听力损失。在这些情况下,你可以通过戴耳塞使进入耳朵的声音强度降低。摇滚音乐会的噪音强度堪比电锯,专家建议人们在这类噪音环境中停留时间最好不要超过一分钟。如果你仍执意要去听音乐会,你应当意识到,由噪音引起的听力损伤是可以累积的。也就是说,你的一生中经历的噪音越多,你的听力便会越早开始下降。 噪音通过破坏内耳中负责捕捉声音的听毛细胞对听觉造成损伤。如上所述,听毛细胞有一组细纤维,可以根据声音的各种振动做出不同方式的运动。如果细纤维运动量过大,便可造成纤维撕裂,撕裂的听毛细胞将永远无法再捕捉到声音。负责接收高音的听毛细胞最为柔弱,最容易受到损伤;负责接收低音的听毛细胞则不太容易受到损伤。这就是为什么由噪音引起的听力障碍首先表现在高音听力困难上。 耳部感染是另一个引起听力损伤的原因,因此耳部感染需要及时进行诊断治疗。有3/4的儿童曾经患过耳病,父母应当密切关注孩子有无耳病的症状,比如拽耳朵、身体平衡困难、听觉困难、睡觉不安稳以及耳溢液等。 实用诀窍 利用人工耳改进听力 助听器可以放大声音,但对由于耳蜗听毛细胞受损而引起的耳聋,助听器却无济于事。不过,这类患者大都可以通过人造耳蜗移植而恢复听力。人造耳蜗是一种电子器材,可以通过外科手术植入人耳,它可以通过置于耳朵外部的一个麦克风捕捉声音,然后激发听觉神经,由听觉神经将声音信息传递到大脑。截至目前,全世界已有大约6万人接受了耳蜗移植手术。 正常人的听觉需要用到15 000个听毛细胞去感知声音信息。相形之下,人造耳蜗则要粗糙得多了,它只能产生少量的不同信号。这就意味着,植入人造耳蜗的病人所听到的声音与正常人听到的声音大相径庭。 所幸,大脑有很强的破译电子信号的能力。植入人造耳蜗者的大脑需要花费几个月的时间学会理解这些信号的含义,最终大约有一半病人可以不通过读唇法便听得懂他人的讲话;剩下的大部分病人则会发现,植入的耳蜗大大提高了他们读唇的能力;仅有极少病人没有从中受益,未能学会理解新信号。两岁以上的儿童便可以接受耳蜗移植,移植效果要好于成年人,这很可能是因为儿童大脑的学习能力要高于成人。 实用诀窍 在很吵的地方讲电话,怎样才能听得更清楚? 在一间嘈杂的屋子里接电话是一件令人心烦的事情,我们大部分人都有过这样的经历。为了听清楚对方的讲话,你很可能会用一只手堵住自己的一只耳朵,但你会发现,这并不起作用。 不要放弃,还有一种更好的方法。与一般人的想法不同,这一方法是用手盖住话筒。使用这种方法,你仍会听到四周的噪音,但你却能更清楚地听到对方的讲话,不论你用的是固定电话还是手机。不信你就试一下。 为什么会这样?原因是这一做法利用了大脑区别不同信号的能力。这是一种嘈杂环境下打电话的很好的技术,有人将其称为“鸡尾酒会效应”。 在鸡尾酒会上,你会被来自四面八方、高低大小各不相同的声音所淹没。你必须设法听清楚与你谈话的人说的话,并将他的声音与其他噪音分开。这时,你的大脑进行的是如下的工作: 对方讲话→左耳→大脑←右耳←屋内噪音 科学家发现,大脑具有良好的分别不同声音来源的能力。但对于电子电路来说,这就非常困难了。现代通信技术永远无法取代大脑的这一能力。 接起电话时,电话的电路受到屋子里噪声的影响,加上对方的讲话,会使大脑执行起任务来更加困难。这时,你的大脑会出现下面的情况: 电话对方讲话+失真的屋内噪音→左耳→大脑←右耳←屋内噪音 这对你的大脑来讲,成了一个更大的问题,因为你朋友从电话那头传递过来的声音与屋子里的噪音强度都比较弱,并且在电话中被混合在了一起,很难区分开来。用手捂住话筒,你可以避免这一现象,可以一边打电话一边观赏鸡尾酒会。 当然,这也引出了另外一个问题:为什么当初电话会设计成这样?原因是几十年以前,工程师们发现,将打电话者的声音与电话接收到的其他声音混合到一起,会使人感到更加真实,有人称此为“全双工通信制”。然而,如果打电话的人所处的环境过于嘈杂,他便会难以听清电话所接收的信号。只要电话技术不能做到信号如亲临现场一般清楚,我们便会遇到这样的问题。因此,你会看到有的电话广告上说:“现在能听到我讲话了吗?”