每失去一根听觉毛细胞,就再也回不来了,永远失去了……

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  • 发表时间:2019-06-21
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  本文原文作者为赵思家,听觉神经科学学者。专门做听觉神经科学的研究的,但不是临床,所以本文可能更理论而非应用。
  听觉,需要不仅仅是耳朵、更重要的是大脑。因为对神经科学缺乏了解,大家一般想到听力,都觉得听不听得到,主要是耳朵。稍微了解一点的会说,是耳蜗(cochlea)很脆弱吧。

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  耳朵只是听觉神经系统的第一阶段,外耳收集声音、中耳把声音转化、内耳的耳蜗将声音的机械运动转化为神经信号;左右两耳收集到不同的声音信号,沿着脑干(非常复杂)分别送到右左两边的听觉皮层 (在颞叶),再通过这片大脑的不同区域的合作分工一层层分析听到的声音的物理特征,包括频率、声强(注意,音量是个主观的心理量度,与声音的频率也是有关系的)等等,还要除噪,若是有意义的声音,然后还要把声音信号解析发送给语言和音乐中心,进行更加复杂的认知功能。
  听觉衰退
  「听力减退」是个非常概括的描述。每天听音乐一小时还是两小时,每过 20 分钟休息一下、音量正常、音乐并不过多使用高频声音、使用舒适的耳机或是用音箱的话,不会对听力什么特别的伤害。
  因为,即使是在美好的工业时代之前,没有工地噪音、没有天天听音乐,人的听觉也是随着年龄增长每一刻都在衰退。
  其主要原因,就是耳蜗里的毛细胞 (Hair cell) 逐渐死掉。下面我要解释一下背景:耳蜗和其毛细胞的重要性。
  耳蜗
  在听觉的第一个阶段,耳朵中,耳蜗是最重要的。耳蜗是一个长得像蜗牛壳的内耳结构,见下图的右边。
  「耳蜗是听觉转导器官,负责将来自中耳的声音信号转换为相应的神经电信号,交送脑的中枢听觉系统接受进一步处理,最终实现听觉知觉。」
  没有耳蜗,耳朵就失效了。没有耳蜗,也就说不上听觉的存在了。
  而这个像蜗牛的组织,有什么特别之处呢?

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  图片 3D 耳蜗和耳鼓 图片来自Hearing Loss Solutions
  耳蜗就是指右边黄色的裹了两圈半的部分。
  这个像是花卷一样的结构,里面是一个连通的管道,里面充满了液体。
  耳蜗上的毛细胞
  从小我们就知道,人类能听到的声音范围很窄,只有 20Hz 到 2 万 Hz(赫兹),而且这个算是正常人的极限,很多人就算很年轻的时候都只能听到 1 万 5Hz。实际上,人比较敏感的频率区间只有 1 千到 4 千。原因很简单,我们的听力是用来交流和发现危机的,与我们生活相关的自然声大多只在这个区间。
  耳蜗的墙壁上,密密麻麻地排着一种很特殊的细胞,叫毛细胞(hair cell)。你看它的样子就知道了为什么叫这个名字。

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  图片:毛细胞的「毛」。来源:Kandel, Schwartz & Jessell, Principles of Neural Science, 4th Edn.

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  图片:小鸡的内耳毛细胞。每个毛细胞(橘红色部分)大概 10 微米宽,蓝色部分为「毛」(专业名词为 stereo cilia)。每一个毛细胞旁边有 6 个辅助它生存和工作的其他细胞(绿色部分)。图片来源:Image courtesy of University of Virginia Health System

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图片:毛细胞的简略解剖图。

  声音导致耳鼓震动时,会连着耳蜗里的液体震动,导致耳蜗内壁上的毛细胞,会在液体里「摇曳」;每当这些毛左右摇曳时,便会激活这些细胞(如下图)。

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  图片:毛细胞激活机制。图片来自教材 Kandel, Schwartz & Jessell, Principles of Neural Science, 4th Edn.
  把耳蜗拉直,就会发现,位于耳蜗根部(就是更粗大的那一部分)的毛细胞负责低频率的声音的转化,而另一头的毛细胞,就是本来裹在耳蜗中间的那个尖尖,负责高频率。从某种程度上来讲,你可以理解了,负责最高频的毛细胞数量肯定是要少于中频率区间的。

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  毛细胞和衰退的听力
  现在你应该知道 hair cell 有多么重要了吧?没有它们,或者它们的数量过量减少,我们的听力肯定会出大问题。
  要命的是,hair cell 是不能再生的。
  残酷的现实是,随着年岁增长,每一天,我们的 Hair cell 数量都在减少,当我们过了 35 岁时,已经很明显地不能与青少年那样听到很多高频声音了。
  有个英国大叔非常讨厌社区里老是在他家门口玩耍的小孩,就制作了一个专门不间断发出高频声音的机器,放在他家门口。因为他已经听不到了,所以对他无影响,但小孩子靠近时,就会听到那些烦人的高频噪音,然后逃跑。
  太贱了。
  大多数年轻人,只要不是因为耳朵受到严重的物理损伤、或患过精神疾病,不是一天到晚、一周 7 天、几十年如一日的都在那种分贝很高的环境下生活,基本上我们不认为会有什么严重听力问题。(当然,某些特殊的职业是患有各类听觉疾病的。)
  但当在给上了 50 岁以上的人做听觉实验时,我们需要提前做一系列听觉测试掌握其听觉能力的情况。实际上,像我是研究正常人类听觉,参加我的实验者不能超过 35 岁,过了 35 岁的听觉能力已经衰弱很多,最明显的就是高频方面。
  这都是自然的,都是正常的。
  因为,hair cell 就是这样的消耗品。但,如果你过度的使用 Hair cell, 譬如在过吵闹的环境下生活,肯定会导致 hair cell 更快速地消耗。
  随着年龄增长,听力衰退极为正常。我研究的是正常人类的听觉皮层,也就是说:不仅要耳朵(接收器)好,还要没有任何精神疾病历史,因为要确保大脑的听觉皮层(声音的分析中心)也要正常。
  音乐和衰退的听力
  对于从小接受音乐训练的人。抱歉,你们的 hair cell 肯定是比正常人衰弱更快的。譬如说我先生,因为常年学习乐器,所以导致了一定的听觉老化,但算不上损伤啦。
  但是!!!!但是!!!!你们的听觉皮层绝对比小时候没有接受过音乐训练的人更加优秀。
  绝对不要小看听觉皮层。如果照照片光线不太好,我要是 Ps 不错,稍微调一下就能比不会 Ps 的人更出色。这是一个道理。
  有人在嘈杂的环境中听别人说话能力更差(speech in noise),虽然耳朵是好的,这很有可能就是因为听觉注意力差于常人。而接受过长期专业音乐训练的人,听觉注意力一定是优于常人的,因为在学习乐谱以及弹奏乐器时,一定会不断集中注意力在声音上。同时,会音乐的人的 auditory working memory,(直接翻译就是「听觉工作记忆」,简单来说就是记住一些节奏、一些声音的特征和顺序等等),也会明显比普通人好很多。
  再譬如说,我现在在做的实验是看人怎么识别声音中的 texture 和 pattern,很明显的就能看得出,7 岁前接受过专业训练的人,在困难的实验中学习能力更好。但这个很站不住脚,因为我测试的人数太少,而且音乐训练那么复杂的背景,根本不好控制。
  请保护好听力!
  长期听音量过大的激烈的音乐,肯定会对于耳蜗里的 hair cell 造成不可逆转的消耗。但是,只要正常听音乐、上课、与人交流,正常人过了 20 岁 hair cell 就会很自然的减少,然后 35 岁开始会明显逐渐听不见某些高频的声音。
  Aging (衰老)对于听力来说,是极为正常也很明显的。但是一般来说,要到 50 岁以后才会逐渐发觉,因为平时交流和欣赏音乐并不需要那么高频的听觉能力。
  但,我的意思并不是说,请每天两三小时不间断去听死亡金属吧!
  而且我个人的感觉是长期过度听音乐,会让我对声音的敏感度降低,因为我在工作时会故意忽视音乐,也就是说我并没有在 pay attention to it. 那么,长时间听音乐也没有锻炼我的大脑培养听觉注意力什么的。那只有消耗,没有收获...
  大家都知道要「卫生用眼」,其实「卫生用耳」也是极为重要的。因为老花眼,戴眼镜就好了,耳朵老化了,医生也好难帮到你。
  人们自觉注意听力健康非常重要,不能因为医学和科技的发展,而放纵自己或自己的小孩。
  来源:中国听力在线


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