脑机启侦 | 声音振动如何在大脑中收敛以增强感官体验（12.25）

更新时间：2024-12-25 19:50  浏览量：4

路德维希·范·贝多芬28岁时开始失去听力，44岁时完全失聪。尽管他听力丧失的原因仍然是科学界争论的话题，但有一点是明确的：即使失去了听力，贝多芬从未停止创作音乐。研究人员相信，这可能是因为他能够通过触摸感觉到乐器的振动，并“听到”音乐。哈佛医学院的一项新研究或许能解释贝多芬和其他音乐家为何能够在失去听力后发展出异常敏锐的触觉。

研究介绍

这项发表于12月18日《Cell》杂志上的研究基于对小鼠的实验，提供了一个令人兴奋的新线索，解释了一种感觉减弱时另一种感觉为何会增强。此外，它还为大脑和身体如何同步处理多重感官提供了新的视角。

研究人员发现，一个名为**下丘（inferior colliculus）**的大脑区域——以往主要被认为参与声音处理——也参与了触觉信号的处理，包括皮肤神经末梢检测到的机械振动。

实验表明，由超敏感机械感受器（Pacinian 小体）捕捉到的高频机械振动并非仅传递至体感皮层（负责处理身体感觉的脑区），而是主要从身体传递至中脑的下丘。这一发现挑战了传统观点，即触觉处理发生在特定的大脑区域。

“这是一个非常令人惊讶的发现，它反驳了关于触觉在大脑中如何及在哪里处理的经典观点。”研究资深作者、哈佛医学院神经生物学系主任大卫·金蒂（David Ginty）说，“我们发现，中脑的下丘不仅处理以声波形式作用于内耳的振动，还处理作用于皮肤的机械振动。当听觉和机械振动信号在这个脑区汇聚时，它们增强了感官体验，使其更加显著。”

研究意义

这些新发现尤其适用于理解在失去一种感觉后的神经重布线现象。这些见解可能有助于开发能够增强听力丧失者触觉敏感度的假肢装置。

“可以设计设备将声音转换成Pacinian频率范围内的触觉振动，使人们拥有更强的声音感知和体验能力。”金蒂说，“这样的设备可以放置在身体的不同部位，靠近Pacinian神经元，使手、臂、脚、腿和身体各部分产生不同频率的机械振动。”

研究突显了Pacinian神经元作为体感系统重要组成部分的作用。它们独特的结构使其对机械振动极其敏感，甚至能够检测到最轻微的振动。每个Pacinian小体由一个位于中心的单一神经末梢组成，周围包裹着多层称为板层细胞的支持细胞。这些洋葱状的膜层像减震器一样工作，使得Pacinian小体能够快速而精确地响应高频振动，同时抑制低频干扰。

“进化已经将这些感受器分布在不同的位置，以适应不同的环境。”研究主要作者、金蒂实验室的研究员埃里卡·休伊（Erica Huey）说，“在人类中，这些感受器位于指尖和脚底的深层皮肤中；而在大象中，则集中在脚和象鼻上。”

研究未来

在未来的研究中，研究人员希望进一步探索这些发现是否揭示了大脑的适应能力，特别是研究生物体是否会在听力丧失的情况下发展出增强的振动感知能力作为一种补偿机制。此外，了解声音和触觉在下丘中的整合，可以帮助解释我们在音乐会中既能听到又能感受到音乐的原因，使整体感官体验更加深刻。

新闻来源：Cell