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听力受损 “说”来帮忙
作者:中国科学报    来源:原创    发布日期:2016-08-26 00:00:00   点击次数:0

 

对于老年人来说,听力损失是最普遍的慢性健康问题之一。随着年龄的增加,包括耳蜗、听神经在内的听觉外周和负责加工、理解声音的脑区——听觉中枢系统都会出现不同程度的功能衰退,造成老年人对言语理解的障碍。即使是听力正常的老年人,在噪音环境下也会受到言语理解困难的困扰。

最近,中国科学院心理研究所研究员杜忆研究团队的一项科研进展,为帮助老年人解决这个困难提供了一个新思路。研究人员发现,在听力下降和噪音环境的双重挑战下,老年人的大脑可以通过激活发音脑区来预测对方的说话内容,以更有效地感知和理解他人的言语。该研究发现最近发表于《自然—通讯》杂志上。

 

听与说关系密切

“中国已经进入老龄化社会,大量老年人存在听力问题。研究表明,80岁以上老年人中约有90%存在不同程度的听力下降。即使临床测试听力正常的老年人,他们在嘈杂环境中,比如马路、餐厅或者家里开着电视机时,也会存在理解他人言语上的困难。”提到进行该项研究的初衷,杜忆告诉《中国科学报》记者,“但现在研究人员还不太清楚,面对这种问题时,老年人的大脑是如何运作的,又是否会发展出一些应对策略来。”

在此前的研究中,杜忆的研究团队发现,在人的大脑中,听和说是两个密切相关的过程。“我们在之前针对年轻人群体的研究中就发现,人们在说话的时候,听觉反馈能帮助他更好地发音。同样,当人在听的时候,也不仅仅依靠耳朵,与发音相关的脑区也在激活。通过观察对方的口型或发音姿态,人的发音脑区会模拟说话人的发音,从而预测出对方将要说什么。这种模式可以帮助年轻人在嘈杂环境下更好地去理解对方的言语。”杜忆介绍说。

于是研究人员猜想,既然年轻人具有这种感知模式,那老年人是否也存在类似的策略。因为听觉功能下降导致听力受损,老年人有可能更加依赖这种高级认知的代偿机制。

“人的大脑具有很高的可塑性。”杜忆说,“我们现在提倡健康型的老年化,希望老年人的大脑有一个动态性的适应过程,当感知觉功能下降的时候,他们可以调用一些更高级的策略和功能,通过资源重组或认知策略的改变来应对这种困难。于是,就开始了这项研究。”

 

老年人更依赖发音相关脑区

杜忆团队的这项研究是与加拿大多伦多大学罗德曼研究所合作进行的。“我们利用了功能性磁共振成像技术,也就是人们去医院做核磁扫描的机器,它可以记录我们大脑血流量的变化,这些变化反映的是人们在执行认知活动时大脑的激活程度。”杜忆介绍说。

研究人员分别让16名65~75岁的老年人和16名20~34岁的年轻人躺进核磁共振仪器中,让他们在不同的噪音环境下对音节进行分辨。“我们一共设置了四个音节,分别为ba、da、ma、ta,同时设置了六种水平的噪音强度,让他们通过按键判断自己听到的到底是哪个音节。借由脑区血流量的变化,我们会观察到在这个过程中,哪些脑区参与了音节分辨的任务。”杜忆说。

实验结果发现,老年人大脑的言语运动区比年轻人大脑的言语运动区激活程度更高。而且,言语运动区激活程度越高的老年人,完成任务的成绩也更好。人大脑中的言语运动区位于大脑前额叶,包括布洛卡区和腹侧前运动皮层,与言语的发音密切相关。

研究人员还通过使用一种叫作多体素模式分类的机器学习算法,进一步发现,即使在没有噪音干扰下,老年人大脑的听觉皮层对不同音节的神经表征趋向于同质化,但言语运动区的语音神经表征却能在噪音干扰下保持一定程度的特异性。“人在听到不同的语音刺激时,会在大脑的听觉系统中形成不同的神经表征,比如,da是一套模式,ta又是另外一套模式,这样大脑才能知道我们听到的到底是哪个音节。这项实验结果说明,老年人的听觉系统对语音刺激的分辨度较低,但发音脑区却有着比较高的分辨能力。”杜忆解释说。

“这项研究的结果提示我们,老年人在噪音环境下理解他人的言语时,会更多地依赖与发音相关的言语运动脑区,并采用一种预测性的加工策略。也就是说,他们的大脑充分利用了受老年化和噪音影响较少的言语发音知识,并通过预测对方将要说什么,来代替、补偿受损的听力。”杜忆说。

 

为解决问题提供新视角

这项研究的发现可能会为帮助老年人缓解听力受损带来的困难提供新的视角。杜忆介绍说:“现在对于听力受损的老年人,一般会直接让他们佩戴助听器。但助听器主要是提高音量,却不能提高对不同音节或词语的分辨性。经验显示,只提高音量无法明显地提高老年人在嘈杂环境中的语音识别能力。”

现在,通过最新的研究成果,人们了解了发音相关脑区对老年人在言语理解方面的重要代偿作用,那么就可以针对该脑区的功能设计出相应的言语康复训练方案,提高对老年人发音运动脑区的利用率。“同时,这项研究成果也可以为助听器等听力辅助设备的研发提供新的启发。”杜忆说。


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