盲人的生存技能:与蝙蝠类似,用声音“看”世界

作者:李彤馨/编译来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-10-17

他们的大脑中有一个相对应的区域,可以让他们用声音来“看见”这个世界。

一项新研究发现,盲人通过使用回声来绘制周围环境,类似于蝙蝠或海豚的导航方式。他们的大脑中有一个相对应的区域,可以让他们用声音来“看见”这个世界。

盲人独家技能:与蝙蝠类似,用声音“看”世界

初级视觉皮层通常是人类大脑用来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,尤其是当视力被剥夺时,这个灵活的系统也可能使用相同的方式来解释声音信号。

通过测试人在口腔点击回声定位方面的能力,研究人员发现,这组人的大脑活动模式与正常人在看光线时的大脑活动模式非常相似。

这是第一个证据,表明初级视觉皮层的活动可以灵活地根据一种感觉的使用方式而灵活排序,而不一定是固守成规的那种感觉。它清楚地表明,当主要区域受到的刺激不足时,这个系统还可以通过声音来绘制空间位置。

作者写道:“尽管主要的感官区域会优先处理来自特定模型的输入,这是无可争辩的。但它们仍然有能力使用其他的感官方式来执行任务。这是我们解释人脑功能组织的关键。”

这种感官输入的交叉并非是闻所未闻;我们的感官一直在分享信息。近年来,科学家们发现,高级皮层区域如前额叶皮层,理解它们所执行的任务最容易,而不是它们处理的特定感官。

然而,到目前为止,对于这种基于任务的理解的证据大多数局限于这些高阶的感官区域,而不是感觉输入被处理的地方。

在2011年,人类回声定位的首次神经成像研究表明,在声音的刺激下,听觉和初级视觉皮层被激发。同时还发现,对于声音的处理只激活了视觉皮层;自那以后,又进行了几项研究,并将视觉皮层和回声定位联系在一起。

新的研究使用专家级回声定位器的大脑成像技术,测试了“视觉”皮层能否像视觉输入一样绘制声音的空间布局图。

当5名盲人、5个盲人回声定位器和5名视力正常的人躺在功能性核磁共振成像扫描仪中时,他们聆听到了在房间里不同位置的物体发出的“咔哒”声,并猜测它们的位置。

研究结果表明,盲人回声定位器中声音的刺激图与有视力的人的刺激图几乎一样。回声定位越熟练,这张地图就越相似。

此外,这些相似的地图不会出现在那些不使用回身定位的盲人身上;这表明,大脑的活动不仅仅是更高的皮层区域产生心理意象的结果。

作者写道:“如果人们争辩说,结果可以通过失明和想象造成的神经可塑性变化的组合来解释,那么我们期望至少会在盲对照组参与者中找到声音定位图,但没有证据能证明这一点。”

该实验的样品数量确实很小,只有五个专家级回声定位器,但我们必须记住这项技术是相当小众的。例如2011年所进行的第一项研究中只有两个专家级回声定位器。

作者认为,专家级回声定位器中的初级“视觉”皮层完全有可能在功能上对于通过声音感知空间是有必要的。

他们解释道:“在初级听觉皮层中不存在类似的空间神经图,因此,初级‘视觉’皮层的空间神经图可能是最合适的大脑皮质位置,可以绘制通过声音传达的空间位置。”


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