研究发现 听觉注意力仅产生于大脑皮层

参考消息网11月19日报道 西班牙《趣味》月刊网站10月10日刊登题为《你的大脑决定你听到的内容并忽略噪音：研究证实听觉注意力仅产生于大脑皮层》的文章，作者是欧亨尼奥·曼努埃尔·费尔南德斯·阿吉拉尔，内容编译如下：

在一家充满交谈声的餐厅里，有人从另一桌叫你的名字，突然间，你听得清清楚楚。并非你的耳朵在喧嚣中选择了这个声音，而是你的大脑。这种将注意力集中在某个特定声音上——同时其他声音在背景中逐渐消失——的能力几十年来一直令科学家好奇。这被称为“鸡尾酒会效应”，其背后隐藏着人类大脑最复杂的机制之一：听觉选择性注意。

由密歇根大学和罗切斯特大学的研究人员发表在《科学公共图书馆·生物学》杂志上的一项新研究解开了这个谜团的关键部分。根据这项研究，听觉注意力并非起源于耳朵或脑干，而是产生于大脑皮层，即大脑解读声音的区域。“脑干和听觉神经对被关注声音的反应与对被忽略声音的反应完全相同。”主要作者罗斯·马多克斯指出。换句话说，听觉系统的初级层面并不区分我们想听和不想听的内容。

聆听挑战

将一种声音与众多其他声音分离开来的能力看似自然，但实际上是一个复杂的神经过程的结果。人类的听觉系统必须检测、分类并优先处理混合传来的声音信号。迄今为止，人们认为皮层下结构——听觉神经和脑干——可能会在信息到达皮层之前对其进行部分过滤。然而，数据并不具有决定性：一些研究支持这一观点，而另一些则与之矛盾。

新研究给出了明确的答案。科学家们在志愿者同时收听两个有声读物(一个由男声朗读，一个由女声朗读)时记录了他们的脑活动。参与者被要求专注于其中一个故事，然后回答理解性问题，以确保他们跟进了故事内容。在收听过程中，通过先进的脑电图技术和放置在鼓膜上的微小电极，同步测量了听觉神经、脑干和皮层的反应。

清晰信号

结果令人信服。无论是听觉神经复合电位还是脑干反应，在被关注的声音和被忽略的声音之间都没有显示出差异。包括贝叶斯分析在内的统计检验甚至揭示了支持不存在皮层下注意效应的证据。相比之下，皮层信号确实出现了显著变化：大脑放大了被选择声音的表征。正如研究总结的那样：“选择性注意不影响外周或脑干的声音编码，其效应首次出现在皮层。”

这一发现意味着听觉系统的深层区域只是以中立的方式传输声音，并未应用任何相关性过滤。只有当信号到达皮层时，大脑才会决定“调高”重要内容的“音量”。从生物学角度来看，这证实了注意力是一个高级认知过程，而非耳朵的简单自动反应。

这项研究也因其达到的技术精确度而引人注目。研究人员使用了一种直接放置在鼓膜上的特殊电极，能够以前所未有的清晰度记录听觉神经的活动。得益于这种方法，他们能够同时识别来自耳朵、脑干和皮层的信号，这在以前是不可能的。“我们的实验提供了汇聚证据，表明选择性注意不影响外周或脑干的声音编码。”作者指出。

选择声音

在心理学和神经科学中，“鸡尾酒会效应”指的是人类能够在忽略其他对话的同时专注于单一对话的能力。这种现象不依赖于更敏锐的耳朵，而是依赖于一个充当心理过滤器的注意系统。

耳朵同时捕捉所有声音信号，但大脑选择优先处理哪一个。这种选择不是被动的：它涉及与记忆、语言理解和注意力控制相关的大脑区域。最近的研究表明，大脑不仅会放大被关注的声音，还会主动抑制无关信号，这对于避免感觉超载至关重要。

新研究为这个谜题增添了一块关键拼图。它证明这种过滤并非像以前认为的那样起源于听觉系统的早期阶段，而是起源于大脑皮层。也就是说，“鸡尾酒会效应”并非发生在耳朵，而是发生在大脑中：注意力如同一个内部均衡器，决定突出哪些声音、静音哪些声音。这一发现强化了听觉注意力是一种高级认知功能的观点，与大脑构建意识知觉的方式密切相关。

意义重大

除了技术精确性，这项研究有助于理解大脑如何在混乱环境中选择相关信息。注意力并非作用于耳朵，而是作用于声音的内部表征：是大脑决定追随哪条信息、将哪条信息置于后台。这种对沟通至关重要的能力，依赖于分布式的皮层过程，这些过程协调着感知、记忆和语言网络。

研究人员指出，尽管他们在皮层下水平未发现注意力的迹象，但不能排除存在尚不可见的机制。也许存在特定的神经元或非常精细的通路，逃脱了现有技术的探测。即便如此，这项工作清晰地划定了可观察现象开始的地方：在大脑皮层。耳朵，尽管其敏感，并不“决定”任何事，它只负责传输。

这些结果可能在对感觉处理障碍(如自闭症或某些类型的中枢性听力减退)的研究中具有相关应用。在这些情况下，人们通常难以在多个声源竞争注意力时专注于某一个。如果选择发生在皮层，那么观察到的障碍可能源于皮层注意网络的差异，而非内耳或脑干的故障。这种方法可能有助于设计作用于声音处理皮层阶段的方法或听觉设备。

另一方面，确认注意过滤是一个皮层过程，可以改进辅助听力技术，例如智能助听器或语音识别系统，这些技术试图模仿人脑在嘈杂环境中区分声音的方式。知道听觉“决策”发生在皮层，为开发受人类感知启发的算法提供了更精确的指导。

研究团队强调，这项工作并未终结该话题，而是为听觉注意研究开启了一个新的精确度水平。

随着神经科学研究方法的精进，我们愈发确认大脑不仅能听，还能解读、选择和组织声音。在一个充满刺激的世界里，理解大脑如何实现这一壮举，或许不仅能帮助我们听得更好，还能帮助我们更用心地去聆听。（编译/韩超）