看似無用的耳部肌肉,仍在「努力工作」
一般認為,在現代人身上,耳部的某些肌肉除了能讓人動動耳朵博人一笑外,幾乎毫無用處。然而新研究發現,那些能讓動物和我們遠古祖先移動耳朵以聚焦聲音的耳部肌肉,實際上仍會對我們傾聽聲音的專注程度或聲音的來源方向做出反應。
我們的耳部肌肉屬於痕跡器官,隨著演化的發展,它們雖仍留存於我們體內,卻失去了原本的功能——移動耳廓(也就是外耳)。該研究的第一作者、薩爾蘭德大學的安德裡亞斯·施勒爾在一份宣告中表示:「這些肌肉變成痕跡器官的確切原因難以斷定,因為大約在2500萬年前,我們的祖先就失去了(將耳朵向上和向後拉扯的)這項能力。」他還提到:「一種可能的解釋是,由於我們在視覺和語音系統方面變得更加熟練,移動耳朵的演化壓力也就消失了。」
研究團隊進行了一項實驗,他們在皮膚上貼上電極,以確定耳部上方和後方的肌肉在面對不同方向和難度的聽力任務時會有何反應。研究人員在論文中寫道:「在專心聆聽時,痕跡性的耳廓定向系統試圖重新定位或重塑耳廓,而這些肌肉似乎最有可能參與其中。」這個系統也被稱為「神經化石」。
20名參與研究的受試者坐在由吸音面料製成的小隔間裡,將頭靠在下巴託上以防止頭部移動。他們被要求專心聆聽一位女性朗讀的有聲讀物(事後還會接受測驗以確保他們有在專心聽)。研究人員設計了三種難度等級的挑戰,他們將其比喻成在越來越嘈雜、繁忙的餐廳裡努力聽清某人講話(類似於「雞尾酒會問題」)。
為了分散受試者的注意力,研究人員使用同一個揚聲器播放兩種不同的播客:一種是由聲音與有聲讀物朗讀者相似的女性朗讀,另一種是由聲音截然不同的男性朗讀。在最簡單的難度等級中,男性朗讀的播客與有聲讀物同時播放,但音量比有聲讀物低10分貝。中等難度時,加入了女性朗讀的播客,兩個播客的音量都比有聲讀物低2分貝。在最難的測試中,有聲讀物的音量比兩個幹擾播客低2分貝。揚聲器被放置在受試者正前方或正後方。
研究結果顯示,與較簡單的兩種聽力測試相比,耳部上方的肌肉在最困難的聽力測試中更為活躍,而前兩種測試中的肌肉活動情況並無顯著差異。研究人員在論文中寫道,這「證明瞭耳部上方肌肉的活動可以作為專心聆聽程度增加的一個指標」。
當聲音直接在受試者身後播放時,耳部後方的肌肉更為活躍。結合先前的研究,論文作者寫道:「由此我們可以假設,如果目光無法轉向刺激源,痕跡性的耳廓定向系統可能會啟用(耳部後方的肌肉),以增強受試者聚焦這些聲音的能力。」
然而,研究人員也提醒道:「目前尚不清楚這些肌肉的活動是否足以帶來實際的好處。」相反,他們表示,這些肌肉的活動對於認知神經科學研究、人機互動,以及測試助聽器在減少聆聽所需精力方面的效果可能會有所幫助。
施勒爾在接受《衛報》採訪時表示:「(研究中)幾乎沒有人能主動動自己的耳朵,所以我們的研究結果與人主動動耳朵的能力無關。」他解釋道:「我們記錄到的訊號所能引發的耳朵運動非常微小,甚至根本不存在,所以可能並沒有可察覺的好處。因此,我們認為這個痕跡性的耳部運動系統雖在『盡力而為』,但可能成效不大。」
雖無大用,精神可嘉。
該研究成果發表在《神經科學前沿》雜誌上。