你也能10周学会回声定位

百科   科学   2024-12-03 22:01   北京  
图片来源:pixabay

撰文|西蒙·梅金(Simon Makin)

翻译|林清


哪怕是从小就完全失明的人,有些也能通过回声定位来骑自行车或打篮球:他们通常会用舌头发出响亮、尖锐的咔哒声,并通过辨别不同物体所反射的回声的差异,来感知他们周围的环境。


脑成像研究表明,对于这种专业的回声定位者,其大脑的初级视觉区会对声音产生反应。研究人员推测,视觉信号输入长期不足,可能导致他们视觉区域的功能发生了变化。英国杜伦大学(Durham University)的神经科学家洛尔·塞勒(Lore Thaler)说:“传统观点一直认为,盲人的大脑与常人有所不同,而只有经历特定的感觉丧失,才会产生这种神经可塑性。”


2021年,塞勒与他人共同主持了一项研究,表明盲人与视力正常者只需10周的训练即可学会回声定位。在近期发表于《大脑皮层》(Cerebral Cortex)的一项研究中,塞勒与同事们研究了这种能力背后的大脑变化。结果显示,盲人和视力正常者经过训练后,视觉皮层都会对回声产生反应。该发现挑战了此前的观点,即特定初级感觉区只会对应于特定的感觉。


14名视力正常者和12名盲人参与了这项研究。研究人员对他们进行了为期10周的训练,每周训练两次,每次训练2~3小时。他们首先会教参与者用嘴巴发出咔哒声,然后训练他们完成三项任务。前两项任务涉及判断物体的大小或方位,第三项任务是走虚拟迷宫。最终,参与者借助与他们位置相关的模拟咔哒声和回声,成功通过了迷宫。


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两组参与者在所有任务上的表现都取得了进步。美国旧金山史密斯-凯特尔韦尔眼科研究所(Smith-Kettlewell Eye Research Institute)的心理学家桑塔尼·滕(Santani Teng)主要研究回声定位和盲文,他表示:“越来越多证据已经表明,回声定位是一种可训练的寻常技能,而这项研究提供了重要的支持,表明盲人和视力正常者都可以习得这种技能。”


参与者还执行了另一项任务:分别在使用和不使用咔哒声回声的情况下,来识别迷宫。训练前和训练后,参与者在完成这项任务时都接受了脑部扫描。结果显示,经过训练,两组人员听觉皮层对声音的总体反应,显示出了更强的激活。此外,他们听觉区域的灰质密度也有所增加。


最令人惊讶的是,经过训练,盲人和视力正常者在听到回声时,其大脑视觉皮层都会被激活。塞勒说:“之前,我们并不确定能否在视力正常者身上得到这个结果。因此,看到这样的结果真的非常振奋人心。”她推测,大脑视觉皮层可能不仅会处理视觉数据,还会从各种感官中收集信息,从而帮助人们感知空间。


2021年那项研究发表三个月后,一项后续调查发现,在那些学会了回声定位的盲人参与者中,有83%都表示自己的独立性和幸福感有所提升。研究人员正致力于推广这项训练,塞勒说:“对视力受损的人来说,这是一种强大的感觉工具。”


本文选自《环球科学》12月刊“前沿”栏目。


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