對于老年人來說，聽力損失是最普遍的慢性健康問題之一。隨著年齡的增加，包括耳蝸、聽神經在內的聽覺外周和負責加工、理解聲音的腦區——聽覺中樞系統都會出現不同程度的功能衰退，造成老年人對言語理解的障礙。即使是聽力正常的老年人，在噪音環境下也會受到言語理解困難的困擾。
最近，中國科學院心理研究所研究員杜憶研究團隊的一項科研進展，為幫助老年人解決這個困難提供了一個新思路。研究人員發現，在聽力下降和噪音環境的雙重挑戰下，老年人的大腦可以通過激活發音腦區來預測對方的說話內容，以更有效地感知和理解他人的言語。該研究發現最近發表于《自然—通訊》雜志上。聽與說關系密切“中國已經進入老齡化社會，大量老年人存在聽力問題。研究表明，80歲以上老年人中約有90%存在不同程度的聽力下降。即使臨床測試聽力正常的老年人，他們在嘈雜環境中，比如馬路、餐廳或者家里開著電視機時，也會存在理解他人言語上的困難。”提到進行該項研究的初衷，杜憶告訴《中國科學報》記者，“但現在研究人員還不太清楚，面對這種問題時，老年人的大腦是如何運作的，又是否會發展出一些應對策略來。” 在此前的研究中，杜憶的研究團隊發現，在人的大腦中，聽和說是兩個密切相關的過程。“我們在之前針對年輕人群體的研究中就發現，人們在說話的時候，聽覺反饋能幫助他更好地發音。同樣，當人在聽的時候，也不僅僅依靠耳朵，與發音相關的腦區也在激活。通過觀察對方的口型或發音姿態，人的發音腦區會模擬說話人的發音，從而預測出對方將要說什么。這種模式可以幫助年輕人在嘈雜環境下更好地去理解對方的言語。”杜憶介紹說。 于是研究人員猜想，既然年輕人具有這種感知模式，那老年人是否也存在類似的策略。因為聽覺功能下降導致聽力受損，老年人有可能更加依賴這種高級認知的代償機制。 “人的大腦具有很高的可塑性。”杜憶說，“我們現在提倡健康型的老年化，希望老年人的大腦有一個動態性的適應過程，當感知覺功能下降的時候，他們可以調用一些更高級的策略和功能，通過資源重組或認知策略的改變來應對這種困難。于是，就開始了這項研究。”老年人更依賴發音相關腦區杜憶團隊的這項研究是與加拿大多倫多大學羅德曼研究所合作進行的。“我們利用了功能性磁共振成像技術，也就是人們去醫院做核磁掃描的機器，它可以記錄我們大腦血流量的變化，這些變化反映的是人們在執行認知活動時大腦的激活程度。”杜憶介紹說。 研究人員分別讓16名65~75歲的老年人和16名20~34歲的年輕人躺進核磁共振儀器中，讓他們在不同的噪音環境下對音節進行分辨。“我們一共設置了四個音節，分別為ba、da、ma、ta，同時設置了六種水平的噪音強度，讓他們通過按鍵判斷自己聽到的到底是哪個音節。借由腦區血流量的變化，我們會觀察到在這個過程中，哪些腦區參與了音節分辨的任務。”杜憶說。 實驗結果發現，老年人大腦的言語運動區比年輕人大腦的言語運動區激活程度更高。而且，言語運動區激活程度越高的老年人，完成任務的成績也更好。人大腦中的言語運動區位于大腦前額葉，包括布洛卡區和腹側前運動皮層，與言語的發音密切相關。 研究人員還通過使用一種叫作多體素模式分類的機器學習算法，進一步發現，即使在沒有噪音干擾下，老年人大腦的聽覺皮層對不同音節的神經表征趨向于同質化，但言語運動區的語音神經表征卻能在噪音干擾下保持一定程度的特異性。“人在聽到不同的語音刺激時，會在大腦的聽覺系統中形成不同的神經表征，比如，da是一套模式，ta又是另外一套模式，這樣大腦才能知道我們聽到的到底是哪個音節。這項實驗結果說明，老年人的聽覺系統對語音刺激的分辨度較低，但發音腦區卻有著比較高的分辨能力。”杜憶解釋說。 “這項研究的結果提示我們，老年人在噪音環境下理解他人的言語時，會更多地依賴與發音相關的言語運動腦區，并采用一種預測性的加工策略。也就是說，他們的大腦充分利用了受老年化和噪音影響較少的言語發音知識，并通過預測對方將要說什么，來代替、補償受損的聽力。”杜憶說。為解決問題提供新視角這項研究的發現可能會為幫助老年人緩解聽力受損帶來的困難提供新的視角。杜憶介紹說：“現在對于聽力受損的老年人，一般會直接讓他們佩戴助聽器。但助聽器主要是提高音量，卻不能提高對不同音節或詞語的分辨性。經驗顯示，只提高音量無法明顯地提高老年人在嘈雜環境中的語音識別能力。” 現在，通過最新的研究成果，人們了解了發音相關腦區對老年人在言語理解方面的重要代償作用，那么就可以針對該腦區的功能設計出相應的言語康復訓練方案，提高對老年人發音運動腦區的利用率。“同時，這項研究成果也可以為助聽器等聽力輔助設備的研發提供新的啟發。”杜憶說。
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對于老年人來說，聽力損失是最普遍的慢性健康問題之一。隨著年齡的增加，包括耳蝸、聽神經在內的聽覺外周和負責加工、理解聲音的腦區——聽覺中樞系統都會出現不同程度的功能衰退，造成老年人對言語理解的障礙。即使是聽力正常的老年人，在噪音環境下也會受到言語理解困難的困擾。
最近，中國科學院心理研究所研究員杜憶研究團隊的一項科研進展，為幫助老年人解決這個困難提供了一個新思路。研究人員發現，在聽力下降和噪音環境的雙重挑戰下，老年人的大腦可以通過激活發音腦區來預測對方的說話內容，以更有效地感知和理解他人的言語。該研究發現最近發表于《自然—通訊》雜志上。
聽與說關系密切
“中國已經進入老齡化社會，大量老年人存在聽力問題。研究表明，80歲以上老年人中約有90%存在不同程度的聽力下降。即使臨床測試聽力正常的老年人，他們在嘈雜環境中，比如馬路、餐廳或者家里開著電視機時，也會存在理解他人言語上的困難。”提到進行該項研究的初衷，杜憶告訴《中國科學報》記者，“但現在研究人員還不太清楚，面對這種問題時，老年人的大腦是如何運作的，又是否會發展出一些應對策略來。”
在此前的研究中，杜憶的研究團隊發現，在人的大腦中，聽和說是兩個密切相關的過程。“我們在之前針對年輕人群體的研究中就發現，人們在說話的時候，聽覺反饋能幫助他更好地發音。同樣，當人在聽的時候，也不僅僅依靠耳朵，與發音相關的腦區也在激活。通過觀察對方的口型或發音姿態，人的發音腦區會模擬說話人的發音，從而預測出對方將要說什么。這種模式可以幫助年輕人在嘈雜環境下更好地去理解對方的言語。”杜憶介紹說。
于是研究人員猜想，既然年輕人具有這種感知模式，那老年人是否也存在類似的策略。因為聽覺功能下降導致聽力受損，老年人有可能更加依賴這種高級認知的代償機制。
“人的大腦具有很高的可塑性。”杜憶說，“我們現在提倡健康型的老年化，希望老年人的大腦有一個動態性的適應過程，當感知覺功能下降的時候，他們可以調用一些更高級的策略和功能，通過資源重組或認知策略的改變來應對這種困難。于是，就開始了這項研究。”
老年人更依賴發音相關腦區
杜憶團隊的這項研究是與加拿大多倫多大學羅德曼研究所合作進行的。“我們利用了功能性磁共振成像技術，也就是人們去醫院做核磁掃描的機器，它可以記錄我們大腦血流量的變化，這些變化反映的是人們在執行認知活動時大腦的激活程度。”杜憶介紹說。
研究人員分別讓16名65~75歲的老年人和16名20~34歲的年輕人躺進核磁共振儀器中，讓他們在不同的噪音環境下對音節進行分辨。“我們一共設置了四個音節，分別為ba、da、ma、ta，同時設置了六種水平的噪音強度，讓他們通過按鍵判斷自己聽到的到底是哪個音節。借由腦區血流量的變化，我們會觀察到在這個過程中，哪些腦區參與了音節分辨的任務。”杜憶說。
實驗結果發現，老年人大腦的言語運動區比年輕人大腦的言語運動區激活程度更高。而且，言語運動區激活程度越高的老年人，完成任務的成績也更好。人大腦中的言語運動區位于大腦前額葉，包括布洛卡區和腹側前運動皮層，與言語的發音密切相關。
研究人員還通過使用一種叫作多體素模式分類的機器學習算法，進一步發現，即使在沒有噪音干擾下，老年人大腦的聽覺皮層對不同音節的神經表征趨向于同質化，但言語運動區的語音神經表征卻能在噪音干擾下保持一定程度的特異性。“人在聽到不同的語音刺激時，會在大腦的聽覺系統中形成不同的神經表征，比如，da是一套模式，ta又是另外一套模式，這樣大腦才能知道我們聽到的到底是哪個音節。這項實驗結果說明，老年人的聽覺系統對語音刺激的分辨度較低，但發音腦區卻有著比較高的分辨能力。”杜憶解釋說。
“這項研究的結果提示我們，老年人在噪音環境下理解他人的言語時，會更多地依賴與發音相關的言語運動腦區，并采用一種預測性的加工策略。也就是說，他們的大腦充分利用了受老年化和噪音影響較少的言語發音知識，并通過預測對方將要說什么，來代替、補償受損的聽力。”杜憶說。
為解決問題提供新視角
這項研究的發現可能會為幫助老年人緩解聽力受損帶來的困難提供新的視角。杜憶介紹說：“現在對于聽力受損的老年人，一般會直接讓他們佩戴助聽器。但助聽器主要是提高音量，卻不能提高對不同音節或詞語的分辨性。經驗顯示，只提高音量無法明顯地提高老年人在嘈雜環境中的語音識別能力。”
現在，通過最新的研究成果，人們了解了發音相關腦區對老年人在言語理解方面的重要代償作用，那么就可以針對該腦區的功能設計出相應的言語康復訓練方案，提高對老年人發音運動腦區的利用率。“同時，這項研究成果也可以為助聽器等聽力輔助設備的研發提供新的啟發。”杜憶說。