猴子、豚鼠和以英语为母语的人对语音的大脑反应非常相似

猴子、豚鼠和以英语为母语的人对语音的大脑反应非常相似
普通话音调(T1-4)的声音轮廓在人类(左)、猕猴(中)和豚鼠(右)的头皮和听觉皮层上引起了相似的频率跟随反应。来源:Nike Gnanateja Gurindapalli

匹兹堡大学一个多学科小组的研究人员在该杂志上报告说,人类、猕猴和豚鼠的语音引起的神经反应相似,刺激的大脑区域也相同eNeuro今天。这一发现可能有助于为更好地理解和诊断听觉处理缺陷铺平道路。

人对声音的反应——称为频率跟随反应(FFRs)——可以通过放置在人头皮上的小电极记录下来。它们被临床医生用来快速评估儿童的听力能力,并标记出一系列潜在的言语和语言障碍,如阅读障碍和自闭症。但这种方法有一个主要缺点:缺乏特异性。

“这些测试只能告诉我们有些东西不正常,但我们不知道‘不正常’是什么,”共同通讯作者巴拉特·钱德拉塞卡兰博士说,他是皮特健康与康复科学学院传播科学和疾病学系的教授和研究副主席。“了解FFR产生的来源和机制将有助于开发言语障碍的特定标记物,这将有助于改善听觉处理缺陷的临床诊断。”

ffr -在典型的脑电图上显示为大脑解释和反应的声波的几乎副本-有可能补充新生儿的听力筛查。如果婴儿的大脑对通过微型耳机播放的声音产生电反应,那么连接耳朵和大脑中高级信息处理中心的神经通路就会出现是开发的和功能性的。

ffr还用于识别听觉处理中的任何问题,或大脑解释来自环境的声音的方式,特别是语音。FFR曲线越接近声源曲线,大脑的听觉处理能力就越强。相比之下,两种情况的差异越大,诊断出听觉缺陷的几率就越高。

直到最近,科学家们认为ffr产生于脑干深处——大脑最内部的结构,靠近头骨的底部——并向外扩散,最终到达大脑表面和头皮。

通过将头皮上的脑电图记录与头骨内电极的记录相结合,皮特大学的研究人员证明了长期存在的理论是错误的。他们发现ffr不仅在而且在大脑的听觉皮层(负责处理位于太阳穴周围的声音的区域,距离头骨表面只有几厘米)中,FFR的生成模式在哺乳动物中是相似的。

在对普通话音节“yi”的四种不同音调做出反应时,不熟悉普通话的说英语的人的大脑产生了与猕猴和猕猴相似的ffr这两种动物对人类的听觉范围和敏感度非常相似。

“认识到动物和人类ffr之间的相似性,将使我们能够更详细地研究声音处理的神经回路,”皮特大学博士后、首席作者Nike Gnanateja Gurindapalli博士说。“这些探索将进一步为典型听觉系统和受损听觉系统的听觉处理新模型铺平道路,最终可以在临床中使用简单有效的非侵入性工具来推断听觉缺陷。”

由于FFR传统上被认为是在皮层外被动产生的,研究人员通常不会在FFR记录期间考虑一个人的注意力和警觉性的程度。但这项新发现表明,需要重新考虑ffr的收集方式和解释方式,并为开发更好的听觉处理缺陷生物标记物奠定基础。

研究人员称,5%至10%的美国人被诊断患有沟通障碍。更好地理解听觉缺陷在大脑中表现出来的方式,可以填补快速、准确和非侵入性诊断发展的关键空白。


进一步探索

发现的大脑反应来源于以前未知的来源

更多信息:对语音的频率跟随反应在物种之间是高度保守的,并且包含了皮层的贡献,eNeuroDOI: 10.1523 / eneuro.0451 - 21.2021
所提供的匹兹堡大学
引用:猴子、豚鼠和以英语为母语的人对语音的大脑反应非常相似(2021年11月19日),检索自2022年6月17日//www.pyrotek-europe.com/news/2021-11-monkeys-guinea-pigs-native-english.html
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