“这听起来不对”:一项新的研究表明，我们的大脑是如何告诉我们声音何时停止的

无论是车门没关好，还是足球中被踢了一脚，还是音乐中放错了音符，我们的耳朵都会告诉我们什么时候听起来不对。一组神经科学家最近揭示了大脑如何区分“正确”和“错误”的声音，这项研究为我们如何学习复杂的听觉运动任务(如说话或演奏音乐)提供了更深入的理解。

“我们通过听动作发出的声音来判断自己是否犯了错误，”纽约大学神经科学中心的助理教授大卫·施耐德(David Schneider)说，他是这篇发表在该杂志上的论文的资深作者当代生物学．

“这在音乐家或说话时表现得最为明显，但我们的大脑实际上一直在这样做，比如打高尔夫球的人在听音乐的时候声音她的球杆碰到了球。我们的大脑总是在记录一个声音是否符合或偏离预期。在研究中，我们发现大脑能够准确预测声音应该在什么时候发生，以及声音应该是什么样子。”

研究人员的工作重点是更好地理解日常现象。例如，我们知道车门应该发出什么样的声音，因为我们已经无数次地关上车门。然而，当我们把安全带留在车门上试图关上车门时，我们听到的是不同的声音——“哐当”而不是“砰”的一声。同样的道理，棒球的击球手把投球打得笔直，而不是把球打翻;或者音乐家听到一个符合旋律的音符，而不是打乱旋律的音符。

然而，目前还不清楚大脑如何识别“正确”和“错误”的声音。了解它是如何做到这一点的，可能会让我们深入了解健康的大脑是如何学会说话和演奏音乐的，以及精神分裂症等神经疾病的问题出在哪里。

为了解决这个问题，施耐德和他的同事们研究了老鼠在执行类似于关门的任务时的神经活动。科学家们训练老鼠用爪子推杠杆——就像关上车门一样——每当杠杆到达特定位置时，就会播放一段音调。最终，老鼠们确切地学会了杠杆应该发出的声音。如果研究人员删除了声音，播放了错误的声音，或者在错误的时间播放了正确的声音，老鼠就会调整自己的行为，就像人类在车门发生意想不到的事情时一样。

科学家们记录了老鼠在这些行为期间的大脑活动，特别是神经元在大脑活动时的反应听觉皮层大脑的“听觉中心”之一。总的来说，当老鼠推杠杆并听到预期的声音时，这些神经元只有最低程度的活跃。然而，如果研究人员将声音的频率改变为错误的频率——类似于汽车门的“叮当声”——或者甚至稍微改变声音的时间，这些神经元就会产生强烈的反应。

“听觉皮层发出的信号似乎不是所听到的内容，而是所听到的内容是否符合或违反了它的预期，”该研究的主要作者、施耐德实验室的博士后尼古拉斯·奥黛特(Nicholas Audette)说。

此外，研究人员发现，如果他们完全忽略这个声音——类似于不关闭一个门他们观察到一组经过挑选的神经元在声音本该发生的时候变得活跃。

施耐德指出:“因为这些神经元中有一些是在实际播放声音时活跃的，就好像大脑在回忆它认为将要听到的声音的记忆一样。”

施耐德和他的同事们正在研究的大脑回路除了在预测日常行为中自我产生的声音方面发挥作用外，还被认为在精神分裂症等疾病中出现故障，导致人们感知到实际上并不存在的“幻影声音”。他们希望通过了解健康大脑中的这些脑回路，他们可以开始了解疾病期间可能出现的问题。