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人类听觉进化之路

发布时间:2021-01-05 11:52:52 阅读: 来源:绒布厂家

人类听觉进化之路

人的听觉系统。图片来源:百度图片  3月3日是我国的爱耳日,听觉作为人类感知世界不可缺少的感知方式之一,它经历了怎样的进化和演变尚不得而知。对于失去听觉的人而言,梦想它能被另一种感觉所替代,但是很遗憾,现代科技还没有找到更有效的方法。   人类在呱呱坠地的一瞬间,便开始用视觉、触觉等感知这个世界。这些所有的感官都是与生俱来的天赋,这其中当然也包含了听觉。3月3日是我国的爱耳日,耳朵和听觉究竟是如何被创造出来的,而它们一旦被剥夺就很难再逆转。   听觉是适应黑暗环境的结果?   众所周知,有一些动物,例如猫头鹰、猫和壁虎,它们要么是夜行侠,要么生来喜欢黑暗,总之,它们在黑暗生活中过得游刃有余。可在黑漆漆的环境中,显然视力对它们的帮助很有限,它们主要倚仗的就是自己的听力。   所以,有人推测,耳朵和听觉是人类居住在黑暗环境中的产物。听觉进化后能帮助脊椎动物在夜间抓住食物,或者可以帮助这些动物居住在光线昏暗的山洞或者壁穴中并生存下去。   德国的古生物学家约翰内斯·缪勒和林达就认为,生物最早的耳朵是在2.6亿年前为适应黑暗环境而产生的,它们在陆地脊椎动物中独立进化了至少6次,这些动物包括哺乳动物、蜥蜴类爬行动物、蛙类、乌龟类、鳄类和鸟类。虽然这些耳朵可能在细节上有差别,但它们具有某些共同的特征:一层像鼓膜一样的薄膜来收集声波和一些能把声音传送至内耳的小骨头。   通过生物进化,所有的动物都拥有耳朵,它们的耳朵除了为了听声,还会有自己特殊的功能,比如,狐狸和兔子的耳朵可以调节体温,大象的耳朵可以通过扇动来降温等等。同时,不同的动物耳朵生长的部位也各有不同。   因此,中科院院士、上海复旦大学附属眼耳鼻喉科医院耳鼻喉科主任王正敏告诉记者,无论哪一种器官和感觉,都是生物进化的结果,如果没有它们,生物就可能被淘汰。   人类在刚出生的时候,听觉就是比较发达的,婴儿连睡觉的时候都能听见声音。听力发育成熟后,人可以听到频率在20Hz~20000Hz之间的声音。不过,鸟类的听觉比人类发达得多,它们可以以比人类快10倍的速度辨别出声音的变化,而在动物中听觉最发达的是昆虫。   试想,如果这些动物不具备这种感觉或者感觉迟钝,它们恐怕会早早地成为天敌们的盘中餐,种群都将面临灭绝的危险。   人为什么有两只耳朵   在你想要弄清我们究竟是怎样听到声音的之前,不妨先来解构一下耳朵。   以人类为例,耳朵可以分成三个部分:耳廓、外耳道等构成的外耳;鼓室和咽鼓管等构成的中耳;耳蜗和半规管等构成的内耳。   如果仅从力学的角度来看,外耳道具有收集声音和共振的作用,中耳的听骨链杠杆能起增压扩音作用,内耳则是最复杂的,它呈螺旋形,弯弯曲曲就像一个迷宫,其中耳蜗具有初步的分辨声音响度、音调和音色的重要作用。   有人不禁要问,具备这些功能的耳朵为什么不是一只而是两只。北京大学生理心理学教授沈政向记者解释,其实,拥有两个耳朵是为了更立体地分析声音。   达尔文的爷爷曾在自己的日记中记载,有一位盲人法官第一次访问他家时,进屋后还没说几句话,仅仅依靠耳朵就大致判断出了房子的大小。   这其实是因为,法官对反射回来的声波进行了分析,并将房子三维化了。声音反射回来的时间和距离有关,并且,在房间里,反射回来的声音方向也不同。   的确,听觉的一个重要功能是判断声源的位置。当一个声音传来,必定是一只耳朵先听到,另一只耳朵后听到,这就形成了一个时间差,同时,必定有一只耳朵听得更清楚,一只耳朵稍差一些,两耳的“水准”不一样。通过分析这两个差值,就可以判断发声的位置了。   为什么凭声音就知道是你   正常人的声音从外耳道进入,声波引起鼓膜振动,通过听小骨、蹬骨传到内耳耳蜗,震动使得耳蜗内的液体产生行波,这时候成千上万个极微小的声音感受器——毛细胞的毛就会随着行波摆动,把声波转变成生物电流,刺激听神经,传递到大脑的听觉中枢,整个过程非常之迅速。   但是,声音信息的传递,尤其是在大脑听觉皮层的加工处理,直至人们理解这些信息的含义,远比我们想象的要复杂。   在沈政看来,如果说视觉带给人们的信息更丰富更直观,那么听觉系统传递的信息则是单一的,从一开始就需要人们理性分析。   在听到声音后,人们会对声音进行多个层次的理解,听觉信息的处理存在于颞叶皮层的听觉区,进一步辨别声音的频率、响度,以及对于感受声音非常重要的音调,这些也被叫做声音的颜色。   但是,如果要解释比如为什么人们在接听电话的时候,对方一句话的发音,就能辨别出他是哪个朋友,沈政说:“听觉系统在分辨声音更丰富更细微修饰的时候,是需要超出颞叶皮层的、更高级的大脑皮层参与工作,并不是单一靠听觉皮层区的功能就可以做到的。”而他坦言,这方面的研究还很有限。   他们是如何失聪的   听觉感知能力的强弱影响着我们对于生活的理解,但是,目前,我国拥有2780万左右的听力障碍人群,居各类残疾人群之首。   王正敏表示,导致人类失聪的原因非常多。   “暂且不说由中耳炎或者先天耳朵发育不全等导致的外耳、中耳的声音传导问题,这种情况下耳朵根本接受不到声音。”他说,“失聪人群中80%是神经性的,主要问题出现在内耳耳蜗中的听觉感觉器官。”   在他看来,人的听觉器官在耳蜗里边非常精美,简直可以用巧夺天工来形容。“听觉器官跟视觉器官一样,是人的特殊感觉器官,比皮肤、血液的功能性要求更高。”   感知声音的听毛细胞就如同视网膜感光细胞,它们是高分化的细胞,细胞结构更精致。而且听毛细胞是非常珍贵的。“这是因为,在人和哺乳动物中,它死一个就少一个,是不可再生的。大多数耳聋患者就是因为大量听毛细胞死亡导致的,因此这种耳聋是不可逆的。”王正敏强调。   至于什么因素会造成听觉感觉器官的损伤,他解释,一般来讲,炎症、病毒、细菌感染、遗传、外伤、药物中毒,以及老年或者系统性疾病引起的退行性变化,比如糖尿病、高血压等,都可以成为它的诱因。(记者胡珉琦)   《中国科学报》(2013-03-01第12版真相)

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