大腦如何識別聽覺信息的

A. 面對聲音和信息的傳遞，大腦是如何處理的你知道嗎

面對聲音和信息的傳遞，大腦是如何處理的？你知道嗎？聲音信息的傳輸可能與我們的想法是大不相同的。單個聲音信息，如聲音頻率；然後，顳上回提取語言最重要的線路信息的傳輸；神經系統通過整合來自不同功能系統的信息不斷適應大腦。但是，大腦如何有效地組織局部和整個大腦對神經信息的有效處理，從而支持來自簡單符號（如輔音和人聲）的聲音的整合。

聲音來自外部世界。來自外部世界的所有信息都是通過感覺神經通道傳輸的，這些通道在傳輸信息的過程中被同步處理。這就是基本模式。聲音是語言，語言處理是在傳播過程中完成的，聲音是音樂，音樂處理是在傳播過程中完成的。在其他體驗模式下，其他聲音在交付過程中被處理。聲音就像一個鍵盤。這只是一種輸入方式。語言代表某種信息，無論是外部的還是內部的，每種信息都有自己固定的鏈接處理路徑。

B. 聲音傳進耳朵里，是怎麼讓大腦聽到聲音的

聽覺是人類五種感覺中最重要的感覺之一。遠古時代是個弱肉強食的時代，設想一下，如果聽力不靈敏的話會是一種什麼結局？當人體進入麻醉狀態時，聽覺是最後一個消失的感覺，而在麻醉結束後卻是第一個蘇醒的感覺。因此，我們在睡眠時，維持我們警覺的器官是耳朵。可以說，耳朵是不休息的。任何時候，只要環境中有聲音，它都會自覺或不自覺地工作。那麼，我們人耳是如何聽到聲音的呢？

我們的耳朵包括外耳、中耳和內耳，分別負責聲音的收集、傳導、和初步頻率解析並轉換成電信號，這些電信號只有通過聽神經上傳到大腦聽覺中樞，才會產生出聽到聲音的感覺。其中，每一部分對聲音和聽覺的產生都有自己獨特的作用。

外耳分為耳廓和外耳道。耳廓起到收集聲音的作用。外耳道起自耳廓，止於鼓膜，是一端為盲端的管道，這樣特性的管道會產生共振現象，使高頻上的聲音能量變大。

中耳分為鼓室、咽鼓管、鼓竇以及乳突部分。我們把鼓室想像成一個房間，這個房間有6個面，其中一個面是這個房間的門，門外是外耳道，門內是鼓室。這個門叫做鼓膜。鼓膜是個有彈性的薄膜，與外耳道呈45°夾角。

鼓膜與鼓室內的聽小骨相連，這塊聽小骨叫做錘骨。錘骨與砧骨，砧骨與鐙骨分別通過關節相連，形成聽骨鏈。錘骨、砧骨和鐙骨是人體里最小的三塊骨頭，兩側耳各三塊，共6塊，三對。

在外耳道振動的聲波帶動鼓膜振動，從而使聽骨鏈產生振動。聽骨鏈中的鐙骨底板與耳蝸上的卵圓窗相連。

在我們聽自己說話時，除了上述的氣導傳聲以外，聲音也可以通過骨導傳到內耳。即：聲刺激通過顱骨振動繞過外耳和中耳直接刺激內耳淋巴液。這也是大多數人在第一次聽見自己的錄音時，都感覺自己的聲音好奇怪的原因。因為錄音機播放的聲音只是通過氣導來聽聲。

通過以上的學習，我們知道，聲音只有傳到大腦才能產生聽覺，需要耳朵和大腦的協同作用。耳蝸，是最終把聲音信號轉換成大腦產生聽覺所需要的電信號的重要器官。

C. 聽覺感受原理是什麼

人的耳朵是由外耳、中耳、內耳三部分組成。人的耳朵具有產生聽覺和平衡覺的功能。正常人的耳朵可分辨出大約40多萬種不同的聲音。當聲音發出時，周圍的空氣分子就起了一連串的振動，這些振動就是聲波。當聲音達到外耳後，通過耳廓的集單作用把聲音傳入外耳道並到達鼓膜。鼓膜是外耳與中耳的分界線，厚度和紙一樣薄，但十常強韌。當聲波撞擊鼓膜時，引起鼓膜振動。鼓膜後面的中耳腔內，緊接著三塊相互連接的聽小骨。當聲波振動鼓膜時，聽小骨也跟著振動起，把聲音放大並傳遞入內耳。聽小骨最後鐙骨連接在一個極小的薄膜上，這層膜稱作卵圓窗。卵圓窗的另一邊是充滿液體的耳蝸管道。當卵圓窗受到振動時，液體也開始流動。耳蝸里有數以千計的毛細胞，它們的頂部長有很細小纖毛。在液體流動時，這個纖毛受到沖擊，經過一系列的生物電變化，毛細胞把聲音信號轉變成生物電信號經過聽神經傳遞到大腦。大腦再把送達的信息整合、加工就產生的聽覺。
此外內耳還包含了一個非常重要的器官——半規管。半規管是由三個相互垂直的小環組成，專管頭部的三維空間平衡覺，當半規管有毛病時，可能產生眩暈的症狀。
聽覺是人類生活必要的交流渠道，最重要的是聽覺使我們感知環境而產生安全感和參與感。聽覺對健康而言是很重要的。

D. 嘈雜壞境中，大腦是如何識別聲音的

唇形相助

另外，我們發現傾聽者大腦中控制唇形變化的部分也會產生腦電波與講話者的唇形變化相匹配。這些腦電波與講話者大腦控制部分產生的腦電波匹配的越好，傾聽者對講話內容的理解就越好。這就證實了控制講話的大腦區域對於理解講話內容同樣重要，這也暗示了有聽覺障礙的人可以去學習讀唇來理解講話內容。證實了這一點之後，我們還要弄清楚雙向交流過程中是否同樣產生大腦節奏性活動。

為什麼這些觀點很有趣？因為假如真是如此：通過使腦部韻律與講話韻律匹配（類似於把收音機調到特定頻率收聽某一電台）建立一種交流渠道後，交談往往就起作用了。我們的結果表明必要時可以採取其他方式形成相匹配的韻律進行溝通。那麼我們不僅可以讓自己調整到與講話者聲帶發聲的節奏相匹配的韻律，同樣可以與它們唇形變化的節奏相匹配。除了運用大腦聽覺部分外，我們還可以通過大腦中的視覺部分和唇形變化控制部分達到這樣的效果。

你也無需專門去訓練讀唇——這就是為什麼在酒吧或聚會這樣嘈雜的環境中大多數人仍能互相交流的原因。

翻譯：戎有英 審校：海帶絲

註：所有文章均由中國數字科技館合作單位或個人授權發布，轉載請註明出處

E. 人類的聽覺系統有哪些感知特性 如何被音感編碼

許多科學工作者一直在研究聽覺系統對聲音的感知特性，下面介紹已經用在MPEG Audio壓縮編碼演算法中的三個特性：響度、音高和掩蔽效應。

.1.1. 對響度的感知

聲音的響度就是聲音的強弱。在物理上，聲音的響度使用客觀測量單位來度量，即dyn/cm2(達因/平方厘米)(聲壓)或W/cm2(瓦特/平方厘米)(聲強)。在心理上，主觀感覺的聲音強弱使用響度級「方(phon)」或者「宋(sone)」來度量。這兩種感知聲音強弱的計量單位是完全不同的兩種概念，但是它們之間又有一定的聯系。

當聲音弱到人的耳朵剛剛可以聽見時，我們稱此時的聲音強度為「聽閾」。例如，1 kHz純音的聲強達到10-16w/cm2(定義成零dB聲強級)時，人耳剛能聽到，此時的主觀響度級定為零方。實驗表明，聽閾是隨頻率變化的。測出的「聽閾—頻率」曲線如圖9-01所示。圖中最靠下面的一根曲線叫做「零方等響度級」曲線，也稱「絕對聽閾」曲線，即在安靜環境中，能被人耳聽到的純音的最小值。

另一種極端的情況是聲音強到使人耳感到疼痛。實驗表明，如果頻率為1 kHz的純音的聲強級達到120 dB左右時，人的耳朵就感到疼痛，這個閾值稱為「痛閾」。對不同的頻率進行測量，可以得到「痛閾—頻率」曲線，如圖9-01中最靠上面所示的一根曲線。這條曲線也就是120方等響度級曲線。

在「聽閾—頻率」曲線和「痛閾—頻率」曲線之間的區域就是人耳的聽覺范圍。這個范圍內的等響度級曲線也是用同樣的方法測量出來的。由圖9-01可以看出，1 kHz的10 dB的聲音和200 Hz的30 dB的聲音，在人耳聽起來具有相同的響度。

圖9-05時域掩蔽

F. 大腦是怎樣識別助聽器和人工耳蝸的聲音

兩個的功能可能不太一樣，但是結果大腦收到的聲音都是一樣的。

不管你的助聽器或人工耳蝸體系調試做得有多好，這些聲波（電流脈沖）在經由大年夜腦聽覺皮層辨認，變成能懂的聲音、詞語或音樂之前，這些都是沒有意義的。這也就是為什麼開機後或者戴上助聽器後，能聽到你打鼓、鼓掌的聲音，但對於你在背後叫他的名字卻無動於衷的原因。要知道，我們的大年夜腦有很大年夜的空間去成長和改變，也就是說，植入人工耳蝸以及帶戴上助聽器後的後果，很大年夜程度是由大年夜腦的可塑性來決定的。

G. 大腦如何識別助聽器的聲音嗎

助聽器並不能將聲音信息直接輸入大腦，主要是通過去除雜音、對聲音增幅、加強聲音焦點等方式增強損壞的聽覺組成部件的功能，對聽神經之後的聽覺系統受損基本無用。

人類聽覺系統的組成：

人類聽覺系統組成相當復雜，包括外耳、中耳、內耳、聽神經、聽覺中樞、言語中樞，外耳的主要作用是收集聲波並將其傳播到鼓膜，鼓膜是中耳的組成部分，還有聽小骨：錘骨、砧骨和鐙骨，通過震動的方式繼續將聲波向內耳傳播，內耳則是對聲音信號進行轉換，將機械波轉換為電生化信號，向內連接聽神經，依次被刺激，神經元表面的電生化信號發生變化，將聲音信息傳播到大腦聽覺中樞，將聲波信號解譯，最終獲得聲音包含的信息。

目前應用助聽器也不能完全彌補聽力的不足，這也是一些從小有聽力障礙的患者在應用助聽器之後說話吐字不是很清楚的原因。對於神經性的聽覺障礙，可以植入人工耳蝸，適應的主要人群仍然是內耳耳蝸之前的神經傳導受損者，對於聽神經及之後的聽覺傳導通路受損者用處不大，且對此期望值也不要太高，有用但還不可能完全替代。

H. 大腦是如何分辨語言

聽覺過程是大腦認知其他個性行為的重要途徑之一，
大腦聽覺的重要性優先於耳部聽覺。
全面收聽——大腦通過雙耳，
持續接收聲音信息，全面獲得環境中的聲音變化；

辨析——大腦從環境雜訊中分離出相關聲音信息；

定位——大腦定位環境中的各種信號源；

識別——大腦積極工作，識別、理解感興趣的聲音。