你听,空气突然安静的声音

作者: 代天医

来源: 果壳

发布日期: 2020-05-20

本文探讨了听觉系统如何处理声音的突然停止,以及这种能力在理解语言和环境中的重要性。文章还讨论了年龄增长和某些疾病对这种能力的影响。

走进办公室,敲打键盘的声音混着一片低低的交谈声。刚坐下来跟同事聊两句天,空气突然安静,回头看到老板站在身后……这个过程里,听觉系统不仅会辨别出敲键盘和说话的声音,还能识别到音节、语句中间的停顿,并发出“空气突然安静”的声音停止信号。

安静不是声音消失,而是停止出现。听到同事交谈的声音,是一个从耳朵到大脑的复杂过程。

先是耳朵接收声波转为电信号,然后听觉神经将声音的大小、音调高低和持续时间等传入脑子,最后脑子来分辨敲键盘的噪音与说话声,并理解语句的意义。当大家突然停止动作时,声音也随之停止。这时听觉神经的活动随声音减弱,但脑子里的细胞就不一样了。有的细胞在声音开始时兴奋,结束时安静,也有细胞只在声音停止时兴奋,还剩余一部分在开始或结束时活动都增强。

其中,负责识别声音停止的细胞,主要集中在听觉脑干和丘脑的一些特殊部位,可能形成专门传导安静信号的路径。这些细胞主要负责察觉声音的突然停止,也就是至少持续几十毫秒的声音,在几毫秒之内突然减弱或消失,持续安静不会让它们一直兴奋。从声音停止到脑中出现安静信号,存在一定的延迟时间,之前声音持续的时间越长,延迟时间越短。

把声音开始和停止的信号分开来,最主要的优势是节能,另外还可以帮助辨别声音的持续时长和停顿。有了暂停,才能听懂别人说话。听到声响,有利于追踪猎物、避开捕猎者,以及与同类谈话交流。而听懂别人说话,只是听到声音并不够,还得准确判断音节长短,才能辨别词语并理解句子的含义。

人们说一整句话的时候,通常每个音节之间会停顿几十毫秒。判断声音停顿时长,对于正确识别词语中的音节非常重要。比如辅音加元音组成的音节da及ta,两者之间的重要区分标志是辅音结束与元音开始之间的时长,小于40毫秒为da,大于则被判断为ta。要是听不清声音何时停止,别人说要吃tart(蛋挞)时,可能会听成dart(飞镖)吓坏。

在噪声中低声聊天。办公室里,在敲键盘的噪声中低声交谈时,即使说话声音不大,我们还是可以依稀分辨句子中的词语。区别噪音和语音,不仅依赖对声音的辨识,还要靠语句中的停顿。讲话时的停顿可以帮助大脑将语音与噪声区分开,便于识别词语。有研究显示,辨别声音停顿时长的能力越差,在噪音环境下识别词语的准确性越低。

可能有警示作用。除了用作复杂的语言交流,声音也是很多动物向同类报警的信号,比如特殊的叫声或脚步声。但也有动物用声音停止作为警报,比如大鼠可以学会在同伴突然停下动作,环境变得安静时警觉起来。而且,科学家在大鼠脑内发现了负责这种行为的神经通路。人是否也有类似的逃避捕食者机制,目前还不清楚,但我们都已经学会识别“空气突然安静”背后的危机。

还能听见声音时,先听不见安静。

随着年龄增长,人对声音停止越来越不敏感,这也是老年人常听不清讲话的原因之一。跟父母在一起聊天,常听他们说:“啊?什么?”有些情况下,不是他们听不见你的声音,只是听不清具体说的什么。老年人能察觉到的最短声音停顿时长,是年轻人的两倍,声音停止后脑细胞开始兴奋的时间也延迟。而且这种变化与听到细微声响的能力并不平行,通常在还能听到很小声音的时候,对停顿的判断已经不准确了。

听力整体变差时,两种能力降低的比例也可能不一致。另外,一些疾病也会导致识别声音停止的功能异常,比如自闭症相关障碍及自身免疫病等,可能影响听懂别人说话的能力。听不见声音,就不知道同事低声说“老板来了”。听不见声音何时停止,则有可能听不清同事说了什么,或者没能及时觉察到“空气突然安静”。

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