研究发现，大脑区域对背景噪音的反应不同
在一个繁忙的咖啡店里，我们的耳膜被声波淹没——人们聊天、杯子的碰撞声、音乐播放——然而我们的大脑却不知怎么地能从无关紧要的噪音中分辨出相关的声音，就像咖啡师宣布我们的咖啡准备好了一样。麦戈文大脑研究所的一项新研究揭示了大脑是如何从背景噪音中提取有意义的声音的。这项研究结果有朝一日将有助于建立人工听力系统，并帮助开发有针对性的听力假肢。
“这些发现揭示我们听的能力的神经关联噪声,同时展示功能分化的不同阶段之间在皮层听觉处理,”乔希·麦克德莫特解释说,麻省理工学院大脑与认知科学系副教授,麦戈文研究所的一员,也是这项研究的资深作者。
这听觉皮层，响应声音的大脑的一部分已经众所周知，有明显的解剖次级，但这些领域在听觉处理中发挥的作用仍然是一个谜。在他们的研究中发表了自然通信，McDerMott和前几位研究生Alex Kell发现这些次区域对存在不同背景噪音，建议在逐步磨练并隔离感兴趣的声音的步骤中发生听觉处理。
背景调查
以前的研究表明，听觉皮质的主要和非原代次级子区域用不同的动态响应声音，但这些研究主要基于致辞或简单合成声音（例如音调和点击）的大脑活动。众所周知，这些地区如何努力向日常听觉行为进行努力。
在更现实的条件下测试这些次区域，麦克塞特莫特和凯尔，谁是哥伦比亚大学的博士后研究员，评估了人类的变化脑活动虽然受试者听起来有没有背景噪音的自然声音。
当受试者躺在核磁共振扫描仪上时，他们听30种不同的自然声音，从猫叫到手机铃声，这些声音要么单独呈现，要么嵌入现实世界的背景噪音中，比如大雨。
“当我开始学习试镜时，”凯尔解释说：“我开始坐在我日常生活中，只是听，并且在常规背景噪音中惊讶似乎通常被默认过滤。大多数随着时间的推移，噪音往往非常稳定，建议我们可以通过实验分离它们。该项目从那里流动。“
令他们惊讶的是，Kell和McDermott发现，根据是否存在背景噪音，听觉皮层的初级和非初级区域对自然声音的反应不同。
他们发现，当背景噪音出现时，初级听觉皮层的活动发生了改变，这表明该区域尚未区分有意义的声音和背景噪音。然而，非主要区域的反应类似自然声音无论是否存在噪声，都表明声音产生的皮质信号被转换或“清理起来”，以便通过到达非主听觉皮质的时间来消除背景噪声。
“我们对主脑区和非主脑区的差异之大感到惊讶，”凯尔解释说，“所以我们研究了更多的受试者，但一直看到相同的情况。”我们对造成这种差异的原因有很多疑问，这就是为什么我们最终进行了所有这些后续实验。”
一般原则
Kell和McDermott继续测试这些响应是否特定于特定声音，并且发现上述效果保持稳定，无论源或类型的声音活动还是类型。音乐，语音或吱吱声玩具都类似地激活非主皮质区域，无论是否存在背景噪声。
作者还测试了关注是否相关。即使研究人员在扫描仪中具有视觉任务的视觉任务时，即使在扫描仪中畅销，皮质子区域也以同样的方式响应有意义的声音和背景噪声，表明注意力不是驱动声音处理的这一方面。换句话说，即使我们专注于阅读一本书，我们的大脑正在努力从外面的大雨的延时啪啪声来努力地分类我们的喵喵叫的声音。
未来发展方向
McDermott实验室现在正在建立所谓的“噪声鲁棒性”的计算模型自然通信研究，凯尔正在通过探索这种现象的神经回路机制，在哥伦比亚在哥伦比亚举行的博士后工作中追求精细的理解。
通过更深入地了解大脑是如何运作的声音，研究人员希望他们的工作将有助于改善听力障碍的诊断和治疗。这类研究有助于揭示伴随发育障碍或年龄相关听力损失的听力困难的根源。例如，如果听力损失是由于感觉处理功能障碍导致的，这可能是由于听觉皮层的异常噪声鲁棒性造成的。正常的噪音相反，健壮性可能意味着在其他方面存在缺陷大脑-例如，高级执行功能的崩溃。
“在未来，”麦克塞尔蒙特说，“我们希望这些非冒险措施可能成为临床评估的宝贵工具。”
这个故事被重新发布由麻省理工学院新闻（web.mit.edu/newsoffice/），一个受到麻省理工学院研究，创新和教学的新闻的热门网站。
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