德国萨尔大学研究人员发现,人类耳朵上一组被认为已经“退化”的肌肉,在人们专注倾听时仍会自主激活。这一发现不仅颠覆了人们对这些肌肉“毫无用处”的认知,更为衡量听力努力程度提供了新的客观指标。相关研究成果于1月31日发表在《神经科学前沿》。
人类耳廓上有三组大型肌肉,它们连接耳廓与头骨和头皮。在约2500万年前,这些肌肉曾帮助我们的祖先通过调整耳廓形状来改善听力,使声音更好地传导到耳膜。然而,随着人类视觉和发声系统的进化,这些肌肉逐渐退化,目前仅被认为是让部分人能够“摇动”耳朵的“痕迹器官”。
要探究这些看似“无用”的肌肉是否仍具有实际功能,仅凭志愿者的主观感受难以得出结论。因此,研究团队采用了肌电图技术,通过记录肌肉的电活动来获取客观数据。他们招募了20名听力正常的志愿者,在其耳廓肌上安装电极,进行为期5分钟的测试,每人需要完成12组。
在实验中,志愿者需要专注听取一段有声读物,同时从前方或后方的扬声器会播放干扰性的播客节目。为了测试不同程度的听力负荷,实验设置了三个难度等级:在简单模式下,干扰播客的音量较低,且播音员声音特征与有声读物差异明显;在较难模式下,研究人员增加了更多相似的播客声音并提高了音量。
实验结果表明,不同的耳廓肌对外界刺激有着不同的反应模式:后耳廓肌主要对声音方向的变化做出响应,而上耳廓肌则会随听力任务难度变化而改变。“这表明这些肌肉并非仅仅是一种反射。”该研究第一作者Andreas Schroer解释说,“它们很可能是注意力机制的一部分,尤其是在复杂的听觉环境中。”
具体数据分析表明,当听力任务从简单模式过渡到中等模式时,上耳廓肌的活动水平没有明显变化。但当任务进入困难模式时,这一肌肉显著激活,同时参与者报告需要付出更多努力、更容易走神,对有声读物内容的回答准确率也明显下降。这些结果表明,上耳廓肌的活动强度与听力任务的难度水平高度相关。
不过,研究人员也指出,这些肌肉的活动是否能帮助改善听力还有待进一步研究。“我们记录到的信号所能产生的耳朵运动非常微小,可能不会带来明显的听力改善。”Schroer说,“虽然耳廓本身有助于我们定位声源,但这些肌肉在经过2500万年的退化后,即便仍在努力工作,效果可能也微乎其微。”
研究团队表示,下一步将扩大实验规模,在更多样化的人群中验证这一发现,并探索这些肌肉活动对听力障碍患者的潜在影响。这项研究不仅揭示了人体演化的奥秘,也为研究人类听觉系统提供了新的视角。
相关论文信息:
https://doi.org/10.3389/fnins.2024.1462507
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