研究发现听觉注意力只发生在大脑皮层

中国经济网版权所有 中国经济网新媒体矩阵 网络广播视听节目许可证（0107190）（京ICP040090） 新闻参考11月19日报道，西班牙月刊网站《乐趣》10月10日发表了一篇题为《你的大脑决定你听到什么并忽略噪音：研究证实听觉注意力仅在大脑皮层形成》的文章。作者是尤金尼奥·曼努埃尔·费尔南德斯·阿吉拉尔。内容整理如下：在一家人声鼎沸的餐厅里，另一桌有人叫你的名字，突然，你听得清清楚楚。选择这种声音的不是你的耳朵，而是你的大脑。专注于特定声音（而其他声音逐渐消失在背景中）的能力已经引起了科学家们长达十年的兴趣。这被称为“鸡尾酒会效应”，它是人脑最复杂的机制之一的基础：听觉选择性注意。一项新研究发表在《jo》上密歇根大学和罗彻斯特大学研究人员的最新公共科学图书馆生物学将解开这个谜团的一个重要部分。研究表明，听觉注意力并非起源于耳朵或脑干，而是起源于大脑皮层，即大脑中解释声音的区域。 “脑干和听觉神经对关注的声音和被忽视的声音的反应完全相同，”主要作者罗斯·马多克斯说。换句话说，听觉系统的基本水平并不区分我们想听什么和不想听什么。听力挑战 将一种声音与多种其他声音区分开来的能力看似自然，但实际上是复杂神经过程的结果。人类听觉系统必须对传入的声音信号混合物进行检测、分类和优先排序。到目前为止，人们认为皮质下结构——听觉神经和脑干——可以在信息到达皮质之前部分过滤信息。不过，数据并不符合nfident：一些研究支持这个想法，而另一些则反对。新的研究提供了明确的答案。科学家们记录了志愿者同时听两本有声读物时的大脑活动——一本由男性声音朗读，另一本由女性声音朗读。参与者被要求专注于其中一个故事，然后回答理解问题，以确保他们理解故事的内容。在聆听过程中，使用先进的脑电图技术和放置在耳膜中的微型电极同时测量听神经、脑干和皮质的反应。清晰的信号结果令人信服。听觉神经电位和脑干反应都没有显示出关注和忽略的声音之间的差异。包括贝叶斯分析在内的统计测试揭示了支持皮质下注意力效应不存在的证据。相比之下，皮质信号实际上发生了显着变化：大脑强化了表征所选声音的。正如研究得出的结论：“选择性注意不会影响外周或脑干的声音编码，其影响首先出现在皮质中。”这一发现意味着听觉系统的深层区域仅以中性方式传输声音，而不会应用任何关系性过滤器。只有当信号到达皮质时，大脑才会决定“调高重要内容的音量”。从生物学的角度来看，这证实了注意力是一个高级认知过程，而不是耳朵的简单自动反应。该研究还因其所实现的技术精度而引人注目。研究人员使用直接放置在耳膜上的特殊电极以前所未有的清晰度记录听觉神经活动。借助这种方法，他们能够同时区分来自耳朵、脑干和皮层的信号，这在以前是不可能的。 “我们的实验提供了令人信服的证据，表明选择性注意作者指出，“不会影响外周或脑干的声音编码”。在心理学和神经科学中，选择声音时的“鸡尾酒会效应”是指人类能够专注于单个对话而忽略其他对话的能力。这种现象并不依赖于更具洞察力的耳朵，而是依赖于充当心理过滤器的专注系统。耳朵同时接收所有声音信号，但大脑会选择先处理哪个声音信号。这种选择不是被动的：它涉及与最近的研究表明，大脑不仅会增强集中的声音，还会主动抑制不相关的信号，这对于避免过载至关重要。这表明这种过滤并非起源于听觉系统的早期阶段，而是起源于大脑皮层。换句话说，“鸡尾酒会效应”不是发生在耳朵中，而是发生在大脑中：注意力。其作用就像一个内部平衡器，决定哪些声音突出显示，哪些声音静音。这一发现强化了这样的观点：听觉注意力是一种更高层次的认知功能，与大脑的意识感知结构密切相关。这项研究远远超出了其技术准确性，它有助于了解大脑如何在混乱的环境中选择相关信息。人们的注意力不是集中在耳朵上，而是集中在声音的内部表征上：是大脑决定遵循哪些信息以及将哪些信息留在背景中。这种对于交流至关重要的能力取决于感知、记忆和语言的皮层协调网络的分布式过程。研究人员指出，虽然他们在皮层下水平没有发现注意力的迹象，但不能排除看不见的机制的存在。也许有特定的神经元或高效的通路逃脱了当前的检测技术。即便如此，这项工作清楚地描述了可见现象的开始位置：大脑皮层。尽管耳朵很敏感，但它并不“决定”任何事情，它只是传递信息。这些结果可能在自闭症或某些类型的听力损失等感觉处理障碍的研究中具有相关应用。在这些情况下，当多个声源争夺注意力时，人们通常很难专注于任何一个声源。如果选择发生在皮层，那么观察到的损伤可能是由于皮层注意力网络的差异而不是内耳或脑干的缺陷引起的。该方法可能有助于设计作用于声音处理的皮质阶段的方法或听力设备。另一方面，确认注意力过滤器是一个可以修改的皮质过程先进的辅助听力技术，例如智能助听器或语音识别系统，试图模仿人类的方式大脑识别烦人的声音。了解听觉“决策”发生在皮层中，可以为开发受人类感知启发的算法提供更精确的指导。研究小组强调，这项工作并不是在这个主题上完成的，而是在听觉注意力研究的精确度上开辟了一个新的水平。随着神经科学研究方法的改进，我们越来越相信大脑不仅能听到，还能解释、选择和组织声音。在一个充满刺激的世界里，了解大脑如何完成这项任务不仅可以帮助我们更好地倾听，而且可以更加深思熟虑地倾听。 （编译/韩超） （审稿人：欧云海） 凝胶纤维机器人血液：药品“快递专家”到大脑 颅内脑肿瘤，特别是位于大脑或重要脑区附近的颅内脑肿瘤，一直是临床治疗的重要挑战。证明血凝胶纤维机器人在靶向治疗中的可行性和有效性针对颅内肿瘤，研究人员在18只小型猪身上建立了脑胶质瘤模型，并将其分为三组：空白对照组、假手术组和治疗组。未来，团队将更加专注于血凝胶纤维机器人的结构优化和运动控制…… [详情] 钙钛矿有机电池光电转换效率刷新纪录 新加坡国立大学科研团队开发出一种新型钙钛矿有机串联太阳能电池。据权威机构认证，1平方厘米有效面积内的光电转换效率达到26.4%，创下同类设备的世界纪录。在具体实现中，研究团队首先将高性能有机子电池与顶层钙钛矿电池堆叠在一起，然后通过透明导电氧化物互连层将两者结合在一起。这一成果不仅打破了纪录钙钛矿有机电池研发，... [详情] 低温下精确控制量子位的芯片已推出 量子计算机要真正大规模实用，关键在于如何稳定、准确地控制海量量子比特。研究小组开发了一种硅芯片，可以在毫开尔文温度下控制量子位的旋转。实验结果表明，只要控制系统设计得当，即使一个量子位与晶体管芯片共存不到一毫米，其量子态也几乎不会受到干扰。研究人员认为，这种低温电子平台不仅有助于计算数量，... [详情]