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盲人的生存技能:与蝙蝠类似,用声音“看”世界

科普小知识2021-10-07 19:26:39
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一项新的研究发现,盲人使用回声来描绘他们周围的环境,类似于蝙蝠或海豚导航的方式。他们大脑中有一个相应的区域,允许他们用声音“看”世界。

盲人的生存技能:与蝙蝠类似,用声音“看”世界

初级视觉皮层通常是人脑解释来自眼睛的信号的地方,但这并不意味着它只能处理视觉数据。在某些情况下,特别是当视觉被剥夺时,这个灵活的系统也可以用同样的方式解释声音信号。

通过测试人们在口腔中点击回声定位的能力,研究人员发现,这组人在看光线时的大脑活动模式与正常人非常相似。

这是第一个证据,证明初级视觉皮层的活动可以根据一种感觉的用法灵活分类,而不一定是那种坚持规则的感觉。它清楚地表明,当主要区域没有受到足够的刺激时,系统也可以通过声音来绘制空间位置。

作者写道:“虽然主要的感觉区域会优先考虑特定模型的输入,但这是无可争议的。但是他们仍然有能力使用其他感官方法来完成任务。这是解释人脑功能组织的关键。”

这种感觉输入的交叉并非闻所未闻。我们的感官一直在分享信息。近年来,科学家们发现,较高的皮层区域,如前额叶皮层,理解他们最容易执行的任务,而不是他们处理的特定感觉。

然而,到目前为止,这种基于任务的理解的证据大多局限于这些高级感觉区域,而不是处理感觉输入的地方。

2011年,第一个关于人类回声定位的神经成像研究表明,听觉和初级视觉皮层受到声音的刺激。同时,我们还发现声音的处理只激活了视觉皮层。此后,又进行了几项研究,将视觉皮层与回声定位联系起来。

这项新的研究使用专家回声定位器的大脑成像技术来测试“视觉”皮层是否能像视觉输入一样绘制声音的空间布局。

当五个盲人、五个盲回声定位器和五个视力正常的人躺在功能性磁共振成像扫描仪中时,他们听到房间中不同位置的物体发出的“咔哒”声,并猜到了他们的位置。

研究结果表明,盲回声定位仪中声音的刺激图与有视觉的人几乎相同。回声定位越熟练,这张地图就越相似。

此外,这些类似的地图不会出现在不使用切换来定位的盲人身上。这表明大脑活动不仅仅是大脑皮层较高区域产生的心理图像的结果。

作者写道:“如果人们认为这个结果可以用失明和想象引起的神经可塑性变化的结合来解释,那么我们希望在盲对照组参与者中至少找到声音定位图,但是没有证据证明这一点。”

这个实验中的样本数量非常少,只有五个专家回声定位仪,但是我们必须记住,这项技术非常小。例如,在2011年进行的第一项研究中,只有两个专家回声定位器。

作者认为,专家回声定位器中的初级“视觉”皮层可能是通过声音感知空间所必需的。

他们解释道:“在初级听觉皮层没有类似的空间神经图。因此,初级‘视觉’皮层中的空间神经图可能是绘制声音所传达的空间位置的最合适的大脑皮层位置。”

蝌蚪工作人员从科学警报,翻译李同信编译,转载必须授权