人耳看似「退化」的肌肉,在努力聽聲時竟會活動
一項新研究發現,那些能讓人不自覺動耳朵的小肌肉,在我們試圖從一片嘈雜聲中分辨出某個聲音時,會不自覺地收縮。想想看,貓、狗和某些猴子聽到新聲音時,會抖動耳朵。這種本能動作可不只是做做樣子,它能把聲音聚集到動物耳膜,增強它們定位和處理聲音的能力。
德國薩爾蘭大學近期研究發現,人類聽到聲音時,耳朵也會有反應,至少在一定程度上是這樣。比如,在吵鬧房間裡努力聽清某人講話時,外耳的上耳肌就會活動起來,可能是想增強聽力。但因肌肉太小,對聽力影響可能不大。
薩爾蘭大學科學家在先前研究基礎上,又做了一項新研究,成果於1月31日發表在《神經科學前沿》期刊上,旨在更深入探究人們努力聽聲時,上耳肌如何反應。他們認為,這項研究未來可能在改善助聽器技術方面有實際用途。
現代人耳部肌肉又小又弱,但在遠古祖先那裡,這些肌肉能前後移動耳朵,更有效地捕捉聲音,增強聽力。有些人仍能自如動耳朵,但總的來說,這些肌肉被視為「退化器官」,在如今實際用途不大。
話雖如此,新研究的研究人員不禁思考,這些肌肉未來有一天是否能在助聽器技術上派上用場。一個潛在應用方向是,整合能感知和解讀肌肉運動的人工智慧。
研究共同作者、密蘇裡大學研究員史蒂文·哈克利在郵件中告訴《生活科學》:「如果能豎起耳朵的上耳肌被啟用,助聽器就能知道使用者在費很大勁聽和理解某個東西。」哈克利還提出:「助聽器就會增強從那個方向傳來聲音的音量。」
為了深入瞭解這些耳部小肌肉,哈克利及其同事招募了20名聽力正常的受試者,在他們頭皮上貼上電極,以追蹤上耳肌和後耳肌的電活動,這兩塊肌肉分別位於耳朵上方和後方。
受試者坐在隔音室,頭靠在頦託上防止移動,一邊聽有聲讀物,一邊同時播放幹擾性的播客。這些聲音由受試者前方或後方的揚聲器發出。
受試者完成了12次、每次5分鐘的實驗,分別處於低、中、高3個難度等級。在最簡單的等級,有聲讀物音量合適、音色清晰,比播客突出,更容易專注。但隨著難度增加,播客音量增大,音調也和有聲讀物相近。這種變化讓受試者專注於有聲讀物更具挑戰性,但也不是做不到。
根據電極記錄,研究人員發現,聲音從受試者身後傳出時,他們的後耳肌比聲音在正前方播放時更活躍。研究人員推測,這種反射可能是一種退化特徵,曾經幫助祖先察覺視線外的聲音。
相比之下,上耳肌的活動不受聲音方向影響。但隨著聽力挑戰難度增加,這些肌肉變得更活躍。研究作者認為,上耳肌的活動程度與聽力努力程度相關,也就是說,與某人有意識地努力聽聲的程度有關。然而,其他專家在解讀研究結果時持謹慎態度。
未參與這項研究的明尼蘇達大學研究員馬修·溫恩在郵件中告訴《生活科學》:「我不太贊同得出那樣的結論。」他表示:「這種反應可能反映的是興奮度或對噪音的煩躁感,這是一種不由自主的反應,而不是你主動投入到某種情境中的聽力努力。」在這裡,「興奮度」指的是警覺性提高、對聲音更敏感的狀態。
耳部肌肉活動增加,能幫現代人聽得更好嗎?可能不行。
哈克利說:「我們研究的耳部動作幅度太小,可能對聽力沒什麼影響。我們稱之為「微動作」,通常小於一兩毫米(小於十分之一英寸)。」
儘管如此,哈克利希望這些發現未來能轉化為實際應用,或許能用於改進助聽器。