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聋子的眼睛

2012-03-12 12:08 作者:袁越来源:三联生活周刊 2012年第10期
俗话说,聋子的眼睛更明亮,这是为什么呢?

艺术家 感觉补偿 默片

电影《艺术家》剧照

获得今年奥斯卡最佳影片大奖的《艺术家》是部黑白默片,这部片子的故事情节并不复杂,甚至可以说有点老套,但导演用黑白片剥夺了观众对色彩的需求,再用默片剥夺了观众对人物对话的需求,失去了这两项重要信息来源之后,观众被迫把注意力全部集中到了人物的肢体动作和表情上,结果创造了奇迹,观众获得了从未有过的新奇体验,男主角也因为其出色的表演而获得了奥斯卡大奖。

人们很早就知道,如果一个人耳朵聋了后,其视觉会变得格外敏锐。同理,盲人的听觉通常也是出奇的好,这在科学上被叫做“感觉补偿”。这事虽然很容易理解,但它究竟是如何发生的呢?大脑到底是重新开发出一个新的区域,还是对旧有的区域加以改造利用?这就需要科学家们做实验研究一下了。

来自加拿大西安大略大学(University of Western Ontario)大脑与思维研究中心的科学家史蒂芬·隆姆博(Stephen Lomber)博士和他领导的一个研究小组决定研究一下聋子的眼睛到底为什么会变好。拿人来做实验显然不太现实,于是科学家们选择了猫。猫是除人之外唯一会有先天性耳聋的,科学家们找来若干只这样的猫,再和健康的猫做对比,发现前文提到的两种假说当中只有后者才是正确的。研究人员将结果写成论文,发表在2010年10月10日出版的《自然-神经生物学卷》(Nature Neuro science)上。

具体来说,科学家们发现,先天性耳聋的猫的视觉确实比正常猫好,但只表现在两个方面,即周边视野和运动视觉。这一点很好理解,因为对于一只健康的猫来说,听觉系统最大的功能就是感知周围环境的变化,比如一辆车从侧面驶近。耳聋的猫听不到这辆车的声音,它急需用视觉来弥补这两个功能,比如提高周边视野的辨别能力,而在其他方面,比如对眼前物体的细节描述等等,本来就没听觉什么事,无需补偿。

接下来,研究人员把重点放到了猫脑皮层中原本负责处理环境声音的那部分组织。照理说耳聋的猫这部分大脑应该是没用了,但令人惊讶的是,聋猫的这部分大脑不但依然活跃,而且担负起了处理视觉信号的功能!“大脑是一种非常讲究效率的器官。”隆姆博解释说,“它不会浪费任何空间。”

但是,这个实验用的是先天性耳聋的猫,对于后天耳聋的猫是否仍然有效呢?这就需要拿健康猫做实验了。研究人员不得不牺牲了几只小猫,在它们的幼年期破坏其听觉系统,然后研究它们的视觉,看看究竟发生了怎样的改变。

结果再次表明,大脑不会改变原本的功能,它只是把信号的输入端从耳朵换成了眼睛。具体说,猫脑中原本负责处理位置和方向等周边信息的那部分皮质其功能并没有改变,只是原本这部分脑子专门处理声音信号,耳聋后则换接视觉信号,但仍然负责处理位置和方向等周边信息。

研究人员将结果写成论文,发表在了2011年5月9日出版的《美国国家科学院院报》(PNAS)上。这两篇论文清楚地表明,大脑皮层既有固执的一面又有灵活的一面。说它固执,是因为各部分的功能从一生下来就固定了,就好比一幢房子,厨房只用来做饭,卧室则只用来睡觉,两者不容混淆;说它灵活,是因为每个部分的信号输入是可以变化的,这就好比说每间房子虽然功能固定,但可以住进不同的人。

另外,其他一些实验室的研究结果表明,盲人的情况非常相似,他们的听觉会补偿性地提高,靠的也是大脑皮层的这种既固执又灵活的特性。

那么,科学家研究这些的目的是什么呢?隆姆博解释说,这是为了帮助聋人更好地适应未来的人工耳蜗植入手术。如果一个聋子的大脑链接方式都被改变了,如果将来他的听觉被恢复了的话,会发生什么情况呢?

“我们的研究表明,情况不是想象的那样简单。”隆姆博说,“这就好比你去度假,把房子租给一个朋友,他住了一段时间,非常喜欢,等你度假回来了,他很可能不愿搬走,想再赖上一段时间呢。” 

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