中樞聽覺(jué)認(rèn)知的不對(duì)稱性研究及雙耳分聽的應(yīng)用進(jìn)展
2016-02-10 10:22:48聶智櫻毛弈韜綜述伍偉景審校
聽力學(xué)及言語(yǔ)疾病雜志 2016年4期
聶智櫻毛弈韜綜述 伍偉景審校
中樞聽覺(jué)認(rèn)知的不對(duì)稱性研究及雙耳分聽的應(yīng)用進(jìn)展
聶智櫻1毛弈韜2綜述 伍偉景3審校
人類區(qū)別于動(dòng)物的一個(gè)重要特征是語(yǔ)言功能。語(yǔ)言是一種具有特殊意義的聲音。人類聽覺(jué)系統(tǒng)的大部分功能都用在對(duì)言語(yǔ)聲的辨聽上，但是，言語(yǔ)聲這種復(fù)雜信號(hào)是如何處理并最終反映在認(rèn)知上的，目前尚不十分明了。較為明確的是，與大腦功能一樣，中樞聽覺(jué)也存在雙側(cè)不對(duì)稱性［1，2］，雙耳聽覺(jué)較單耳聽覺(jué)在聽覺(jué)信息處理方面具有一定優(yōu)勢(shì)［3，4］，即便是在電刺激誘發(fā)的聽覺(jué)反應(yīng)中，同樣存在雙耳優(yōu)勢(shì)［5～15］；這一優(yōu)勢(shì)的顯現(xiàn)取決于聽覺(jué)系統(tǒng)能否對(duì)雙耳接收到的聽覺(jué)信息分別作出識(shí)別反應(yīng)并成功整合，這一過(guò)程涉及到一系列信息傳導(dǎo)、解碼、重建以及更為復(fù)雜的高級(jí)認(rèn)知功能。一直以來(lái)，聽力學(xué)家、神經(jīng)學(xué)家以及心理學(xué)家都在探索聽覺(jué)信息的中樞處理機(jī)制，并利用了各種研究手段和技術(shù)，雙耳分聽（dichotic listening）是其中應(yīng)用較廣的研究中樞聽覺(jué)認(rèn)知行為的一種方法。本文就目前關(guān)于中樞聽覺(jué)認(rèn)知的研究及雙耳分聽在其中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。
1 聽覺(jué)系統(tǒng)的不對(duì)稱性
1.1 聽功能的偏側(cè)性：外周與中樞聽覺(jué)系統(tǒng)具有功能上的偏側(cè)性。在生理?xiàng)l件下，雙耳的聽生理現(xiàn)象表現(xiàn)并非一致，對(duì)于外周聽覺(jué)系統(tǒng)，一般來(lái)說(shuō)，右耳較左耳的聽覺(jué)敏感性更高且表現(xiàn)出更顯著的自發(fā)性耳聲發(fā)射（spontaneous otoacoustic emissions，SOAE）及誘發(fā)性耳聲發(fā)射（evoked otoacoustic emissions，EOAE）。這種不對(duì)稱性可能基于一定的解剖學(xué)基礎(chǔ)，即內(nèi)側(cè)橄欖耳蝸傳出系統(tǒng)在兩側(cè)耳蝸外毛細(xì)胞的不對(duì)稱分布。而中樞聽覺(jué)系統(tǒng)的不對(duì)稱性表現(xiàn)得更為復(fù)雜，功能性磁共振顯像（f MRI）和皮質(zhì)誘發(fā)電位（cortical evoked potential，CEP）為此提供了佐證［16，17］，例如，研究提示閱讀障礙或口吃患者聽覺(jué)中樞功能的變化在左右兩側(cè)是不一致的［18，19］；而對(duì)于老年性聾患者，中樞聽覺(jué)功能的改變主要涉及兩側(cè)半球間相互作用的強(qiáng)度及作用方式的改變。
1.2 聲學(xué)特征在聽覺(jué)中樞的非對(duì)稱提取 聽覺(jué)信號(hào)在物理上可以分為時(shí)域信息與頻域信息，這是兩個(gè)非常重要的聲學(xué)信號(hào)參數(shù)，時(shí)域信息代表聲信號(hào)幅度隨時(shí)間的變化函數(shù)，而頻域信息則是指聲信號(hào)中各個(gè)頻率成分的相對(duì)構(gòu)成。聽覺(jué)中樞認(rèn)知實(shí)際上也是對(duì)這兩個(gè)信號(hào)參數(shù)進(jìn)行提取與分析并形成映射的過(guò)程，很多研究都提供了聽覺(jué)中樞在這一過(guò)程中雙側(cè)非對(duì)稱的證據(jù)。對(duì)時(shí)域反應(yīng)監(jiān)測(cè)的腦電研究發(fā)現(xiàn)左側(cè)顳葉的反應(yīng)活性較右側(cè)高，右耳的行為反應(yīng)時(shí)間較左耳快且右耳識(shí)別的錯(cuò)誤幾率更低［20］。有意義的音節(jié)詞和音樂(lè)旋律都可以激發(fā)雙側(cè)顳葉的功能性反應(yīng)，但是左側(cè)大腦半球?qū)σ艄?jié)詞的反應(yīng)更為強(qiáng)烈，而右側(cè)大腦半球則對(duì)音樂(lè)旋律的反應(yīng)更明顯［21］；這提示左側(cè)大腦半球更專注于處理聲信號(hào)中的時(shí)域包絡(luò)和精細(xì)結(jié)構(gòu)（temporal fine structure，TFS），而右側(cè)大腦半球則可能在頻域分析上更具優(yōu)勢(shì)［21～24］。不僅如此，中樞聽覺(jué)系統(tǒng)對(duì)聲信號(hào)的頻域提取能力和時(shí)域提取能力存在一種此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，即提高時(shí)域的分辨精度將以犧牲頻域的分辨精度為代價(jià)，反之亦然。
1.3 非對(duì)稱性的相關(guān)理論 基于時(shí)域－頻域相互制衡這一現(xiàn)象，目前圍繞雙側(cè)大腦半球聽覺(jué)處理功能不對(duì)稱性存在兩個(gè)主要理論：一個(gè)是時(shí)域采樣理論，這一理論認(rèn)為語(yǔ)音信號(hào)中的時(shí)域信息在次級(jí)聽區(qū)以兩個(gè)不同的時(shí)間窗被分解［25～28］。具體地說(shuō)語(yǔ)音信號(hào)首先同時(shí)在雙側(cè)初級(jí)聽皮質(zhì)進(jìn)行處理，使其中的時(shí)域和頻域信息的細(xì)節(jié)被映射出來(lái)，這些被映射出的細(xì)節(jié)隨后被周邊的次級(jí)聽區(qū)按照左右側(cè)半球兩個(gè)不同的時(shí)間窗進(jìn)行分解。左側(cè)半球時(shí)間窗約為20～50 ms，對(duì)應(yīng)聲信號(hào)時(shí)域上的快速變化或稱精細(xì)結(jié)構(gòu)，用以區(qū)分不同的音素以及共振峰的轉(zhuǎn)變［29］；右半球時(shí)間窗約為150～300 ms，對(duì)應(yīng)聲信號(hào)相對(duì)變化緩慢的時(shí)域上的調(diào)制或稱時(shí)域包絡(luò)（temporal envelope，TE）［30，31］。另一個(gè)理論更為直接，認(rèn)為時(shí)域和頻域信息提取能力的對(duì)立關(guān)系是由左右大腦半球在功能進(jìn)化上的分工決定的，左側(cè)大腦半球具有更快速的信號(hào)處理能力，負(fù)責(zé)辨別時(shí)域特征，而右側(cè)大腦半球的信號(hào)處理能力要慢些，負(fù)責(zé)辨別頻域特征［23，24］；這一理論從解剖學(xué)上也得到了證據(jù)，即左側(cè)大腦半球神經(jīng)連接間具有較高的髓鞘形成率和神經(jīng)元密度，這為信息的快速傳遞和處理提供了前提［23］。
近年來(lái)，有學(xué)者提出了一種補(bǔ)充性的假說(shuō)，試圖將聽覺(jué)系統(tǒng)的非對(duì)稱性與發(fā)音功能聯(lián)系起來(lái)［25，32］。這一假說(shuō)提出聽覺(jué)中樞的側(cè)性分工來(lái)源于一種感知－運(yùn)動(dòng)交互發(fā)展模式，認(rèn)為左側(cè)大腦半球?qū)FS的辨認(rèn)與發(fā)音器官（如聲門、舌頭）的快速運(yùn)動(dòng)是相關(guān)聯(lián)的；而右側(cè)大腦半球?qū)E的感知?jiǎng)t與下頜的慢運(yùn)動(dòng)有關(guān)；在言語(yǔ)發(fā)育階段早期，下頜骨相對(duì)緩慢的運(yùn)動(dòng)頻率（如咀嚼）形成了言語(yǔ)運(yùn)動(dòng)的基本框架。更精細(xì)或正式的言語(yǔ)形成則來(lái)自于發(fā)音器官肌肉組織所具有的高頻運(yùn)動(dòng)能力，而聽覺(jué)系統(tǒng)的發(fā)育或多或少地受到了來(lái)自發(fā)音系統(tǒng)自身局限性的影響［32，33］。
1.4 聽覺(jué)中樞的非對(duì)稱認(rèn)知 盡管中樞聽覺(jué)感知可能存在上面所述的感知－運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)性，但對(duì)于聲信號(hào)處理的半球間非對(duì)稱性發(fā)展，究竟是外周發(fā)音運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還是中樞所固有的已分化的認(rèn)知能力在起主導(dǎo)作用，目前仍不清楚，但就言語(yǔ)信號(hào)處理的高級(jí)認(rèn)知水平發(fā)生在左側(cè)半球這一點(diǎn)已有共識(shí)［34］。在這里需把言語(yǔ)聲信號(hào)處理和言語(yǔ)處理當(dāng)作兩個(gè)概念來(lái)理解，即“音”處理與“義”處理，前者指的是外周及中樞聽覺(jué)系統(tǒng)對(duì)言語(yǔ)聲信號(hào)的一些基本聲學(xué)特征的提取，而后者反映更高級(jí)的記憶及認(rèn)知層面，與中樞處理有關(guān)，涉及對(duì)語(yǔ)義的理解［35］。例如，左側(cè)顳葉損傷可能導(dǎo)致言語(yǔ)理解障礙，但卻不影響對(duì)言語(yǔ)的知覺(jué)，而如果損傷在右側(cè)顳葉，可能導(dǎo)致不能辨別一般的聲音，但卻能聽懂言語(yǔ)，由此可見兩者的區(qū)別。對(duì)于聽覺(jué)信號(hào)的處理及認(rèn)知的具體機(jī)制及區(qū)域，目前主要存在兩種假說(shuō)，即“聲學(xué)假說(shuō)”和“功能假說(shuō)”?！奥晫W(xué)假說(shuō)”認(rèn)為聽覺(jué)信號(hào)的基本聲學(xué)特征決定了涉及的中樞處理區(qū)域［36，37］；以音調(diào)為例，基頻曲線是其主要的聲學(xué)特征，而涉及頻域信息處理的區(qū)域在右側(cè)大腦半球，因此，音調(diào)的感知主要涉及右側(cè)大腦的聽覺(jué)感知區(qū)；而“功能假說(shuō)”則認(rèn)為聽覺(jué)信息所帶有的具體功能（如表義作用）決定大腦感知區(qū)，例如：Zatorre等［24］通過(guò)f MRI發(fā)現(xiàn)，聲調(diào)語(yǔ)言中聲調(diào)的變化所引起的大腦活動(dòng)的改變位于左側(cè)，而音樂(lè)旋律音調(diào)的改變則使得右側(cè)大腦更為活躍；所以同樣是以F0曲線作為主要的聲學(xué)特征，所攜帶的具體功能不同決定了其所激發(fā)的感知區(qū)域不同，這是支持“功能假說(shuō)”較有力的證據(jù)。最近一項(xiàng)研究分別測(cè)試了對(duì)粵語(yǔ)聲調(diào)和普通話聲調(diào)的感知，發(fā)現(xiàn)對(duì)粵語(yǔ)聲調(diào)的感知顯示出右腦半球優(yōu)勢(shì)（即受試者左耳接收測(cè)試聲而右耳接收掩蔽聲時(shí)，其辨別準(zhǔn)確率相對(duì)較高）；而對(duì)普通話聲調(diào)的感知?jiǎng)t相反，顯示出左腦半球優(yōu)勢(shì)［38］。研究者將這一結(jié)果歸因于粵語(yǔ)聲調(diào)相對(duì)更為復(fù)雜和難辨的特性及粵語(yǔ)及普通話習(xí)得過(guò)程的不同，例如：普通話的習(xí)得存在拼音系統(tǒng)，這為聲調(diào)所具有的表義性提供了一個(gè)有形的接觸途徑，而在粵語(yǔ)習(xí)得中（尤其是香港）主要依靠機(jī)械式的字形記憶；因此普通話人群更可能將聲調(diào)理解成音素或者語(yǔ)言的一個(gè)部分，這主要涉及到左側(cè)大腦半球；而說(shuō)粵語(yǔ)者可能更傾向于將聲調(diào)當(dāng)作普通聽覺(jué)信息來(lái)對(duì)待，因此右側(cè)大腦半球的作用更大。這一結(jié)果提示聽覺(jué)信息的中樞認(rèn)知涉及到極其復(fù)雜的心理認(rèn)知層面，很難用“聲學(xué)假說(shuō)”或者“功能假說(shuō)”中的任何一個(gè)來(lái)解釋。
2 胼胝體的信息傳遞作用
胼胝體是位于左、右兩側(cè)大腦半球之間的一個(gè)非常重要的解剖結(jié)構(gòu)，起著將兩側(cè)大腦進(jìn)行神經(jīng)連接的作用。由于其神經(jīng)元軸突高度髓鞘化，使得神經(jīng)信號(hào)能夠在雙側(cè)大腦半球間進(jìn)行高效傳遞［39］，它既可傳遞興奮性信息，也可傳遞抑制性信息［40，41］。胼胝體的不同區(qū)域傳遞不同類型的信號(hào)，其中一部分為感覺(jué)信息，一般認(rèn)為傳遞聽覺(jué)信號(hào)的區(qū)域位于胼胝體后部［39］。胼胝體的大小被認(rèn)為與雙側(cè)大腦半球間信息傳遞的速率有關(guān)，較大的胼胝體由于髓磷脂的容量大，通常具有更快的信息傳遞速率。
對(duì)于言語(yǔ)信號(hào)，如果雙耳分別接收到的信息有所不同，人們一般更容易分辨出右耳所聽到的信息，這種現(xiàn)象被稱為右耳優(yōu)勢(shì)效應(yīng)（right ear advantage，REA）。這是由于左耳的聽覺(jué)信息進(jìn)入右側(cè)聽區(qū)后需經(jīng)胼胝體傳入左側(cè)的“優(yōu)勢(shì)半球”，這一過(guò)程中伴隨有能量損失，而這種雙側(cè)耳接收不同聽覺(jué)信息的中樞處理依賴胼胝體良好的功能，如果胼胝體不能順暢地執(zhí)行大腦半球間信息傳遞的任務(wù)，那么REA將會(huì)被放大；而當(dāng)胼胝體功能良好時(shí)，盡管REA仍然存在，但左耳的聽覺(jué)信息大部分得到體現(xiàn)，在左側(cè)大腦半球的聽覺(jué)中樞將會(huì)產(chǎn)生信息競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)左側(cè)聽覺(jué)中樞受損時(shí)，左耳和右耳的辨聽能力都將下降［42］，若這類患者接受大腦聯(lián)合部切斷術(shù)，由于左耳抵達(dá)右側(cè)大腦半球的聽覺(jué)信息無(wú)法進(jìn)入言語(yǔ)優(yōu)勢(shì)側(cè)，左耳辨聽能力將會(huì)進(jìn)一步下降，但是右耳的辨聽能力會(huì)出人意料地顯著提高［39］，Musiek（1985年）認(rèn)為出現(xiàn)這種現(xiàn)象的一個(gè)可能原因是受到中樞容積限制效應(yīng)的影響。對(duì)于左側(cè)半球本已受損的患者，其神經(jīng)元處理信息的能力下降，不能承受雙耳同時(shí)傳送的信息容量；而當(dāng)胼胝體的功能被切斷，此時(shí)左側(cè)半球的大部分信息來(lái)源于右耳，神經(jīng)元的全部能量用來(lái)處理右耳相對(duì)較少的信息容量，使得右耳聽覺(jué)信息的中樞體現(xiàn)得到極大提高。
3 雙耳分聽的基本理論
雙耳分聽作為一項(xiàng)研究手段用來(lái)了解聽覺(jué)系統(tǒng)的偏側(cè)性以及信息處理的半球間分工已有超過(guò)50年的歷史［43］，它是一項(xiàng)聽覺(jué)行為測(cè)試，即同時(shí)給予左耳和右耳不同的聲刺激信號(hào)，觀察何側(cè)信號(hào)能夠被更為準(zhǔn)確地感知到。從同一個(gè)聲源發(fā)出的聲信號(hào)，到達(dá)人的左、右兩耳時(shí)所攜帶的信息往往也是有差別的，這種差別主要體現(xiàn)在強(qiáng)度、頻譜和到達(dá)時(shí)間上。一般情況下，雙耳間信息的差別很小，這種差別作為一種附加的信息而被中樞聽覺(jué)系統(tǒng)利用來(lái)執(zhí)行某種特定的功能（如聲源定位），如此小的耳間差別不至于引起中樞競(jìng)爭(zhēng)；但在特定的實(shí)驗(yàn)條件下，雙耳間信息的差別根據(jù)研究目的及要求事先設(shè)置，這遠(yuǎn)比自然條件下雙耳間信息的差別要大。
3.1 言語(yǔ)信號(hào)的雙耳分聽與整合 言語(yǔ)聲的雙耳分聽包括兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性言語(yǔ)刺激聲，通過(guò)耳機(jī)分別輸送至左耳和右耳。由于左右耳接收到不同的刺激聲，勢(shì)必在信號(hào)處理過(guò)程中引起中樞競(jìng)爭(zhēng)，為了了解這種競(jìng)爭(zhēng)性中樞處理機(jī)制，受試者常被要求回憶或者復(fù)述所聽到的聲音。在某些情況下，受試者并不能察覺(jué)到左右兩個(gè)聲音的不同，聽到的是一個(gè)聲刺激，這是因?yàn)殡p耳間聽覺(jué)信息在中樞處理過(guò)程中發(fā)生了整合。
3.1.1 時(shí)域整合 Cherry（1953）最先將雙耳分聽引入聽力學(xué)研究領(lǐng)域。早在上世紀(jì)中葉Cherry就通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有掩蔽信號(hào)的情況下，改變測(cè)試語(yǔ)句輸送至雙耳的初始時(shí)間，會(huì)影響對(duì)測(cè)試語(yǔ)句的辨聽。如果雙耳接收到測(cè)試語(yǔ)句的耳間時(shí)間差很小，聽到的仍是一個(gè)聲音；當(dāng)耳間時(shí)間差增大到一定范圍時(shí)，對(duì)測(cè)試語(yǔ)句的辨聽明顯下降；Cherry由此認(rèn)為聽覺(jué)中樞在一定范圍內(nèi)具有時(shí)域整合能力。更有意思的是，如果將測(cè)試語(yǔ)句和掩蔽語(yǔ)句在雙耳間不斷交替，交替速度越快，對(duì)測(cè)試聲的辨聽越差；Cherry認(rèn)為這種現(xiàn)象可能是由于聽覺(jué)系統(tǒng)時(shí)域整合機(jī)制失效所致，同時(shí)掩蔽信號(hào)在雙耳快速交替中也可能產(chǎn)生了額外的增益。
3.1.2 頻域整合 繼Cherry之后，Broadbent等（1957）對(duì)聽覺(jué)系統(tǒng)的頻域整合特性進(jìn)行了研究，這一研究基于外周聽覺(jué)系統(tǒng)的頻率－位置理論，一個(gè)元音如果要被正確識(shí)別，那么它的共振峰頻率必須能被聽覺(jué)系統(tǒng)所捕獲，即在其共振峰頻率處的能量能在外周聽覺(jué)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)部位引起反應(yīng)；Broadbent等將元音的頻率成分按照共振峰頻率的位置分別濾出，第一共振峰（F1）輸送至受試者其中一耳，第二、三共振峰（F2、F3）輸送至另一耳，發(fā)現(xiàn)受試者所聽到的仍為一個(gè)聲音，元音識(shí)別率不受影響。如果將其中任何一個(gè)共振峰的特性稍作改變，例如：改變其頻率或者能量，受試者則會(huì)聽到兩個(gè)不同的聲音；Broadbent等據(jù)此認(rèn)為只要輸送至雙耳的頻域包絡(luò)能夠準(zhǔn)確嵌合，聽覺(jué)系統(tǒng)便能夠?qū)㈦p耳的頻域信息成功融合；而如果雙耳的頻域包絡(luò)不能完全嵌合，則會(huì)被聽覺(jué)系統(tǒng)當(dāng)作兩個(gè)不同聲音來(lái)處理。
3.1.3 強(qiáng)度整合 Rand（1974）在Broadbent等的研究方法上做了改進(jìn)，將F1和F2的相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行了系統(tǒng)性的改變，發(fā)現(xiàn)當(dāng)F1和F2的強(qiáng)度比值偏離原始強(qiáng)度比值越大，其辨別率越低；不過(guò)這一結(jié)果很難說(shuō)是由于強(qiáng)度還是頻域包絡(luò)的影響。Rand還發(fā)現(xiàn)在同樣的F1／F2強(qiáng)度比條件下，若將F1、F2分別輸送至受試者雙耳，其識(shí)別率比F1和F2同時(shí)（即任何一耳均接收F1＋F2信息）輸送至雙耳時(shí)的識(shí)別率要高。這一結(jié)果很耐人尋味，Rand給出的解釋是雙耳分聽條件下強(qiáng)度掩蔽效果減弱，因此有助于信號(hào)聲的識(shí)別。
3.2 右耳優(yōu)勢(shì)效應(yīng)（REA） 早前的研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于大部分受試者，所聽到的內(nèi)容往往與右耳所接收到的信息更為一致。目前認(rèn)為REA和聽覺(jué)通路與大腦的神經(jīng)聯(lián)系及大腦半球間的信息傳遞有關(guān)，進(jìn)入雙耳的聽覺(jué)信息在向大腦聽覺(jué)中樞傳遞時(shí)，一部分通過(guò)聽交叉到達(dá)對(duì)側(cè)大腦，另一部分則抵達(dá)同側(cè)大腦。而對(duì)側(cè)聽覺(jué)通路的傳導(dǎo)效能較同側(cè)強(qiáng)，因此大部分聽覺(jué)信息將通過(guò)對(duì)側(cè)傳導(dǎo)通路傳遞至對(duì)側(cè)大腦。右耳接收到的聽覺(jué)信息傳遞給左側(cè)大腦半球，而這正是言語(yǔ)處理的優(yōu)勢(shì)側(cè)；左耳接收到的聽覺(jué)信息傳遞給右側(cè)大腦半球，再經(jīng)由胼胝體通過(guò)半球間的信息傳遞抵達(dá)左側(cè)半球接受處理；半球間信息傳遞過(guò)程中伴有的能量及信息損失造成左耳聽覺(jué)的相對(duì)劣勢(shì)［44］。
REA與諸多因素如年齡、性別、利手性等有關(guān)。REA隨著年齡增長(zhǎng)而愈加明顯，這很可能是因?yàn)橹袠新犛X(jué)傳導(dǎo)通路的退化阻礙了左右大腦半球間信息傳遞［44～46］。盡管最近有研究對(duì)REA隨年齡而變化的這種趨勢(shì)提出質(zhì)疑［47］，但亦不否認(rèn)年齡是影響中樞聽覺(jué)感知的一個(gè)重要因素。性別對(duì)REA的影響多體現(xiàn)在中青年人群中，青年男性的REA一般較女性更為顯著［48～50］。利手性與REA雖然并不直接相關(guān)［51］，但仍具有一定影響，右利手人群中的絕大部分表現(xiàn)出REA，而左利手人群中卻有相當(dāng)一部分表現(xiàn)為左耳優(yōu)勢(shì)效應(yīng)（LEA），這基本與語(yǔ)言偏側(cè)性的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相符，但左利手者表現(xiàn)出的REA往往不如右利手者顯著［52］。另外，REA也與測(cè)試難度及方式有關(guān)［53～55］，測(cè)試聲信號(hào)難度越大，聽覺(jué)中樞越容易忽略掉劣勢(shì)側(cè)傳來(lái)的聽覺(jué)信息，而集中能量處理優(yōu)勢(shì)側(cè)傳來(lái)的信息，REA便越明顯。而如果事先暗示受試者需要復(fù)述劣勢(shì)側(cè)（左側(cè)耳）聽到的信息，此時(shí)REA會(huì)變小甚至可能表現(xiàn)出一定程度的LEA［54］。
4 雙耳分聽在聽覺(jué)認(rèn)知研究中的應(yīng)用
由于聽覺(jué)認(rèn)知同樣存在偏側(cè)性，雙耳分聽為深入開展這方面的研究提供了一項(xiàng)可能的手段，也為評(píng)估一些病理性認(rèn)知行為改變提供了幫助。之前有研究用雙耳分聽來(lái)評(píng)價(jià)中風(fēng)患者的言語(yǔ)理解力，發(fā)現(xiàn)如果損傷部位位于言語(yǔ)優(yōu)勢(shì)半球，則通常引起REA下降甚至有可能轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)EA［56］。而最近Sj?berg等［57］將其用于評(píng)估帕金森病患者的聽覺(jué)認(rèn)知，同樣發(fā)現(xiàn)在這些患者當(dāng)中REA明顯下降，提示中樞聽覺(jué)的偏側(cè)性發(fā)生了改變。Bozikas等［58］利用雙耳分聽法，要求受試者將注意力集中到某一側(cè)耳所接收到的聽覺(jué)信息以研究聽覺(jué)認(rèn)知自控能力，發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者和雙相情感障礙患者的表現(xiàn)遠(yuǎn)較正常人差；這類患者即便精神癥狀已經(jīng)得到控制，這種自控性信息處理缺陷仍得不到明顯改善。而對(duì)于出現(xiàn)幻聽癥狀的精神分裂癥患者，雙耳分聽測(cè)試結(jié)果顯示其注意集中和認(rèn)知控制能力基本喪失［59］。Kershner［60］對(duì)存在閱讀障礙的患者進(jìn)行了雙耳分聽研究，發(fā)現(xiàn)此類患者無(wú)法將注意力集中至右耳的聽覺(jué)信息，而程度較重的閱讀障礙患者亦難以將注意力集中至左耳的聽覺(jué)信息；結(jié)合神經(jīng)影像研究發(fā)現(xiàn)閱讀障礙者左側(cè)額下回區(qū)過(guò)度活躍，缺乏自控，因此，提出對(duì)此類患者的干預(yù)措施也許應(yīng)該重新審視。雙耳分聽也被用作評(píng)估聽力受損者的聽覺(jué)康復(fù)效果，lessa等［61］對(duì)使用助聽器的老年人的聽覺(jué)認(rèn)知恢復(fù)情況進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)對(duì)于進(jìn)行過(guò)規(guī)律性康復(fù)訓(xùn)練者，其左半球的功能恢復(fù)十分明顯，而那些未進(jìn)行過(guò)規(guī)律性康復(fù)訓(xùn)練者則未必。另外，Robb等［62］發(fā)現(xiàn)口吃者在雙耳聽覺(jué)信息強(qiáng)度不對(duì)等的情況下，其REA較非口吃者更容易轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)EA，提示口吃者右側(cè)大腦半球在言語(yǔ)處理中所發(fā)揮的作用可能更強(qiáng)。
Carey等［63］將具有較強(qiáng)和較弱語(yǔ)義邏輯的句子分別輸送至左耳和右耳，以研究競(jìng)爭(zhēng)性語(yǔ)句可能產(chǎn)生的中樞干擾；對(duì)于聽力正常的老年人，這種由雙耳分聽所引起的中樞干擾表現(xiàn)得較年輕人更為明顯，尤其是當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)性信息來(lái)自右側(cè)耳時(shí)［64］。雙耳分聽結(jié)合f MRI等影像技術(shù)也作為一種常用的研究手段應(yīng)用于對(duì)正常人與認(rèn)知控制相關(guān)的研究中；Westerhausen等［65］最近的研究認(rèn)為把注意力集中至一側(cè)耳（尤其是左側(cè)耳）對(duì)認(rèn)知控制力要求極高，同時(shí)這種對(duì)認(rèn)知控制的程度又與雙耳間信號(hào)的時(shí)域－頻域重疊度有關(guān)；近年Hjelmervik等［66］應(yīng)用雙耳分聽的研究也進(jìn)一步證實(shí)月經(jīng)周期的激素水平變化對(duì)認(rèn)知控制能力的影響。此外，對(duì)于會(huì)多種語(yǔ)言者的中樞聽覺(jué)認(rèn)知也開始引起研究者的興趣，Gresele等［67］對(duì)單語(yǔ)種和雙語(yǔ)種使用人群進(jìn)行了雙耳分聽研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有雙語(yǔ)能力者的聽覺(jué)認(rèn)知控制能力明顯要高。
由于行為反應(yīng)測(cè)試容易受到一些主觀因素的干擾，Jerger等［44］提出在雙耳分聽測(cè)試的基礎(chǔ)上輔以電生理的客觀評(píng)價(jià)能提供更為準(zhǔn)確的臨床信息（如更準(zhǔn)確地反映胼胝體的功能）。對(duì)于有中樞聽覺(jué)感知障礙的患者，在雙耳分聽模式下所誘發(fā)出的電生理反應(yīng)往往較正常人弱［68，69］，且研究表明至少對(duì)于兒童這種誘發(fā)電位的記錄是可靠且穩(wěn)定的［70］。利用電生理檢測(cè)聯(lián)合雙耳分聽試驗(yàn)，能夠有效地診斷出存在中樞聽覺(jué)感知缺陷的兒童，尤其是那些雙耳間辨聽能力下降者（即難以準(zhǔn)確復(fù)述某一側(cè)耳的聽覺(jué)信息）［71］。
5 雙側(cè)聽覺(jué)補(bǔ)償?shù)谋匾?/h2>
人工耳蝸植入是目前對(duì)雙耳重度到極重度聾患兒唯一有效的聽覺(jué)補(bǔ)償方式。在我國(guó)，由于各種條件所限，多為單側(cè)人工耳蝸植入；然而，在聽覺(jué)中樞的發(fā)育階段單側(cè)人工耳蝸會(huì)加重聽覺(jué)中樞發(fā)展的非對(duì)稱性，使得聽覺(jué)通路及中樞會(huì)朝向有聽力側(cè)耳進(jìn)行重組，產(chǎn)生所謂的“聽覺(jué)偏側(cè)綜合征（aural preference syndrome）”，而這一現(xiàn)象對(duì)言語(yǔ)發(fā)育尤其是口語(yǔ)能力發(fā)展所帶來(lái)的不利影響往往被低估。Sasaki等［72］對(duì)雙耳聽覺(jué)（雙側(cè)人工耳蝸植入）、雙模式聽覺(jué)（一側(cè)人工耳蝸植入，對(duì)側(cè)配戴助聽器）和單耳聽覺(jué)（單側(cè)人工耳蝸植入）者進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)前兩者的言語(yǔ)識(shí)別率顯著高于后者，且事件相關(guān)電位（event－related potential，ERP）的潛伏期亦顯著短于后者。另外，由于能夠利用耳間時(shí)間差（interaural time difference，ITD）信息，雙側(cè)人工耳蝸植入者的聲源定位能力顯著提高［73］。無(wú)論是雙耳聽覺(jué)還是雙模式聽覺(jué)，由于頭影效應(yīng)（head－shadow effect）和加和效應(yīng)（summation effect）的存在，言語(yǔ)接受閾值顯著提高，這意味著對(duì)噪聲環(huán)境的耐受能力增強(qiáng)［74，75］。因此，在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，由于考慮到雙耳聽覺(jué)優(yōu)勢(shì)，對(duì)于雙側(cè)重度到極重度聾的兒童，雙側(cè)人工耳蝸植入已漸成標(biāo)準(zhǔn)［76］。
對(duì)人類中樞聽覺(jué)認(rèn)知的研究已走過(guò)了一段不短的歷程，最開始研究者們認(rèn)識(shí)到語(yǔ)言的處理中樞位于左半球，認(rèn)為左右大腦半球在功能上具有絕對(duì)的分工，之后越來(lái)越多的證據(jù)提示兩側(cè)大腦半球是相互作用、相互聯(lián)系的。雖然中樞聽覺(jué)認(rèn)知存在偏側(cè)性，但在對(duì)聽覺(jué)信息的處理過(guò)程中兩側(cè)大腦半球在功能上仍是相輔相成的。雙耳分聽為研究?jī)蓚?cè)半球?qū)β犛X(jué)信息的處理模式及相互作用方式提供了一項(xiàng)切實(shí)可行的行為反應(yīng)測(cè)試，在心理聲學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。聽覺(jué)信息尤其是有意義的聽覺(jué)信息（如言語(yǔ)信息）在中樞的處理過(guò)程是極其復(fù)雜的，目前影像學(xué)評(píng)估及電生理學(xué)測(cè)試也越來(lái)越多地介入到對(duì)中樞聽覺(jué)認(rèn)知的研究中來(lái)，其詳細(xì)機(jī)制尚待進(jìn)一步闡明。
1 Lazard DS，Jean－Louis C，Xavier P.Speech processing：from peripheral to hemispheric asymmetry of the auditory system［J］.Laryngoscope，2012，122：167.
2 Ranaweera RD，Kwon M，Hu S，et al.Temporal pattern of acoustic imaging noise asymmetrically modulates activation in the auditory cortex［J］.Hearing Research，2015，331：57.
3 Schnupp JW，Carr CE.On hearing with more than one ear：lessons from evolution［J］.Nature Neuroscience，2009，12：692.
4 Ahveninen J，Kopèo N，J??skel?inen IP.Psychophysics and neuronal bases of sound localization in humans［J］.Hearing Research，2014，307：86.
5 Muller J，Schon F，Helms J.Speech understanding in quiet and noise in bilateral users of the MED－EL COMBI 40／40＋cochlear implant system［J］.Ear Hear，2002，23：198.
6 Gantz BJ，Tyler RS，Rubinstein JT，et al.Binaural cochlear implants placed during the same operation［J］.Otol Neurotol，2002，23：169.
7 Litovsky R，Parkinson A，Arcaroli J，et al.Bilateral cochlear implants in adults and children［J］.Arch Otolaryngol，2004，130：648.
8 Litovsky R，Parkinson A，Arcaroli J，et al.Simultaneous bilateral cochlear implantation in adults：A multicenter clinical study［J］.Ear Hear，2006，27：714.
9 Summerfield AQ，Barton GR，Toner J，et al.Self－reported benefits from successive bilateral cochlear implantation in postlingually deafened adults：Randomised controlled trial［J］.Int J Audiol，2006，45：99.
10 Tyler RS，Dunn CC，Witt SA，et al.Speech perception and localization with adults with bilateral sequential cochlear implants［J］.Ear Hear，2007，28（S）：86.
11 Wackym PA，Runge－Samuelson CL，F(xiàn)irszt JB，et al.More challenging speech－perception tasks demonstrate binaural benefit in bilateral cochlear implant users［J］.Ear Hear，2007，28：80.
12 Buss E，Pillsbury HC，Buchman CA，et al.Multicenter US bilateral MED－EL cochlear implantation study：speech per-ception over the first year of use［J］.Ear Hear，2008，29：20.
13 Dunn CC，Tyler RS，Oakley S，et al.Comparison of speech recognition and localization performance in bilateral and unilateral cochlear implant users matched on duration of deafness and age at implantation［J］.Ear Hear，2008，29：352.
14 Mosnier I，Sterkers O，Bebear JP，et al.Speech performance and sound localization in a complex noisy environment in bilaterally implanted adult patients［J］.Audiol Neurotol，2009，14：106.
15 Yoon YS，Li Y，Kang HY，et al.The relationship between binaural benefit and difference in unilateral speech recognition performance for bilateral cochlear implant users［J］.Int J Audiol，2011，50：554.
16 Ellis RJ，Bruijn B，Norton AC，et al.Training－mediated leftward asymmetries during music processing：a cross－sectional and longitudinal f MRI analysis［J］.Neuroimage，2013，75：97.
17 Shaw ME，H?m?l?inen MS，Gutschalk A.How anatomical asymmetry of human auditory cortex can lead to a rightward bias in auditory evoked fields［J］.Neuroimage，2013，74：22.
18 Hugdahl K，Heiervang E，Nordby H，et al.Central auditory processing，MRI morphometry and brain laterality：applications to dyslexia［J］.Scand Audiol Suppl，1998，49：26.
19 Jancke L，Hanggi J，Steinmetz H.Morphological brain differences between adult stutterers and non－stutterers［J］.BMC Neurol，2004，4：23.
20 Nicholls ME，Schier M，Stough CK，et al.Psychophysical and electrophysiologic support for a left hemisphere temporal processing advantage［J］.Neuropsychiatry Neuropsychol Behav Neurol，1999，12：11.
21 Hugdahl K，Bronnick K，Kyllingsbaek S，et al.Brain activation during dichotic presentations of consonant－vowel and musical instrument stimuli：a 15O－PET study［J］.Neuropsychologia，1999，37：431.
22 Nicholls ME.Temporal processing asymmetries between the cerebral hemispheres：evidence and implications［J］.Laterality，1996，1：97.
23 Zatorre RJ，Belin P.Spectral and temporal processing in human auditory Cortex［J］.Cereb Cortex，2001，11：946.
24 Zatorre RJ，Gandour JT.Neural specializations for speech and pitch：moving beyond the dichotomies［J］.Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci，2008，363：1087.
25 Poeppel D，Idsardi WJ，van Wassenhove V.Speech perception at the interface of neurobiology and linguistics［J］.Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci，2008，363：1071.
26 Abrams DA，Nicol T，Zecker S，et al.Right－h(huán)emisphere auditory cortex is dominant for coding syllable patterns in speech［J］.J Neurosci，2008，28：3958.
27 Formisano E，De Martino F，Bonte M，et al.＂Who＂is saying＂what＂？Brain－based decoding of human voice and speech［J］.Science，2008，322：970.
28 Lazard DS，Collette JL，Perrot X.Speech processing：from peripheral to hemispheric asymmetry of the auditory system［J］.Laryngoscope，2012，122：167.
29 Rosen S.Temporal information in speech：acoustic，auditory and linguistic aspects［J］.Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci，1992，336：367.
30 Hickok G，Poeppel D.The cortical organization of speech processing［J］.Nat Rev Neurosci，2007，8：393.
31 Abrams DA，Nicol T，Zecker S，et al.Right－h(huán)emisphere auditory cortex is dominant for coding syllable patterns in speech［J］.J Neurosci，2008，28：3958.
32 Giraud AL，Kleinschmidt A，Poeppel D，et al.Endogenous cortical rhythms determine cerebral specialization for speech perception and production［J］.Neuron，2007，56：1127.
33 MacNeilage PF，Davis BL.Motor mechanisms in speech ontogeny：phylogenetic，neurobiological and linguistic implications［J］.Curr Opin Neurobiol，2001，11：696.
34 Schofield TM，Iverson P，Kiebel SJ，et al.Changing meaning causes coupling changes within higher levels of the cortical hierarchy［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2009，106：11765.
35 Hickok G，Poeppel D.The cortical organization of speech processing［J］.Nat Rev Neurosci，2007，8：393.
36 Poeppel D.The analysis of speech in different temporal integration windows：cerebral lateralization as＂asymmetric sampling in time＂［J］.Speech Commun，2003，41：245.
37 Zatorre RJ，Belin P，Penhune VB.Structure and function of auditory cortex：music and speech［J］.Trends Cogn Sci，2002，6：37.
38 Jia S，Tsang YK，Huang J，et al.Right hemisphere advantage in processing Cantonese level and contour tones：evidence from dichotic listening［J］.Neurosci Lett，2013，556：135.
39 Fabri M，Pierpaoli C，Barbaresi P，et al.Functional topography of the corpus callosum investigated by DTI and f MRI［J］.World J Radiol，2014，6：895.
40 Bloom J，Hynd G.The role of the corpus callosum in interhemispheric transfer of information：excitation or inhibition？［J］.Neuropsychology Review，2005，15：59.
41 Yazgan M，Wexler B，Kinsbourne M，et al.Functional significance of individual variations in callosal area［J］.Neuropsychologia，1995，33：769.
42 Baran J，Musiek F.Behavioral assessment of the central auditory nervous system［M］.in：Musiek F，Rintelmann W，Eds.Contemporary perspectives in hearing assessment.Boston，MA：Allyn＆Bacon，1999.232～257.
43 Hugdahl K.Fifty years of dichotic listening research－still going and going and…［J］.Brain Cogn，2011，76：211.
44 Jerger J，Alford B，Lew H，et al.Dichotic listening，eventrelated potentials，and interhemispheric transfer in the elderly［J］.Ear Hear，1995，16：482.
45 Bellis TJ，Wilber LA.Effects of aging and gender on interhemispheric function［J］.J Speech Lang Hear Res，2001，44：246.
46 Roup CM.Dichotic word recognition in noise and the rightear advantage［J］.J Speech Lang Hear Res，2011，54：292.
47 Vanhoucke E，Cousin E，Baciu M.Hemispheric asymmetry modulation for language processing in aging：meta－analysis of studies using the dichotic listening test［J］.Geriatr Psychol Neuropsychiatr Vieil，2013，11：57.
48 Jerger J，Chmiel R，Allen J，et al.Effects of age and gender on dichotic sentence identification［J］.Ear Hear，1994，15：274.
49 Bellis TJ，Wilber LA.Effects of aging and gender on interhemispheric function［J］.J Speech Lang Hear Res，2001，44：246.
50 Hirnstein M，Westerhausen R，Korsnes MS，et al.Sex differences in language asymmetry are age－dependent and small：a large－scale，consonant－vowel dichotic listening study with behavioral and f MRI data［J］.Cortex，2013，49：1910.
51 Van der Haegen L，Westerhausen R，Hugdahl K，et al.Speech dominance is a better predictor of functional brain asymmetry than handedness：a combined f MRI word generation and behavioral dichotic listening study［J］.Neuropsychologia，2013，51：91.
52 Wilson RH，Leigh ED.Identification by right－and lefthanded listeners on dichotic CV materials［J］.J Am Acad Audiol，1996，7：1.
53 Wilson RH，Jaffe MS.Interactions of age，ear，and stimulus complexity on dichotic digit recognition［J］.J Am Acad Audiol，1996，7：358.
54 Strouse A，Wilson RH，Brush N.Effect of order bias on the recognition of dichotic digits in young and elderly listeners［J］.Audiology，2000，39：93.
55 Roup CM，Wiley TL，Wilson RH.Dichotic word recognition in young and older adults［J］.J Am Acad Audiol，2006，17：230.
56 Elias KM，Moura－Ribeiro MV.Stroke caused auditory attention deficits in children［J］.Arq Neuropsiquiatr，2013，71：11.
57 Sj?berg RL，H?ggstr?m B，Philipsson J，et al.Laterality and deep brain stimulation of the subthalamic nucleus：applying a dichotic listening task to patients treated for Parkinson＇s disease［J］.Neurocase，2014，25：1.
58 Bozikas VP，Kosmidis MH，Giannakou M，et al.Controlled shifting of attention in schizophrenia and bipolar disorder through a dichotic listening paradigm［J］.Compr Psychiatry，2014，55：1212.
59 Hugdahl K，Nygard M，F(xiàn)alkenberg LE，et al.Failure of attention focus and cognitive control in schizophrenia patients with auditory verbal hallucinations：evidence from dichotic listening［J］.Schizophr Res，2013，147：301.
60 Kershner JR.Forced－attention dichotic listening with university students with dyslexia：search for a core deficit［J］.J Learn Disabil，2014，pii：0022219414547222.［Epub ahead of print］
61 Lessa AH，Hennig TR，Costa MJ，et al.Results of auditory rehabilitation in elderly users of hearing aids evaluated by a dichotic test［J］.Codas，2013，25：169.
62 Robb MP，Lynn WL，O＇Beirne GA.An exploration of dichotic listening among adults who stutter［J］.Clin Linguist Phon，2013，27：681.
63 Carey D，Mercure E，Pizzioli F，et al.Auditory semantic processing in dichotic listening：effects of competing speech，ear of presentation，and sentential bias on N400s to spoken words in context［J］.Neuropsychologia，2014，65：102.
64 James PJ，Krishnan S，Aydelott J.Working memory predicts semantic comprehension in dichotic listening in older adults［J］.Cognition，2014，133：32.
65 Westerhausen R，Passow S，Kompus K.Reactive cognitive－control processes in free－report consonant－vowel dichotic listening［J］.Brain Cogn，2013，83：288.
66 Hjelmervik H，Westerhausen R，Osnes B，et al.Language lateralization and cognitive control across the menstrual cycle assessed with a dichotic－listeningparadigm［J］.Psychoneuroendocrinology，2012，37：1866.
67 Gresele AD，Garcia MV，Torres EM，et al.Bilingualism and auditory processing abilities：performance of adults in dichotic listening tests［J］.Codas，2013，25：506.
68 Jerger J，Martin J，McColl R.Interaural cross correlation of event related potentials and diffusion tensor imaging in the evaluation of auditory processing disorder：a case study［J］.J Am Acad Audiol，2004，15：79.
69 Jerger J，Thibodeau L，Martin J，et al.Behavioral and electrophysiologic evidence of auditory processing disorder：a twin study［J］.J Am Acad Audiol，2002，13：438.
70 Jerger J，Moncrieff D，Greenwald R，et al.Effect of age on interaural asymmetry of event related potentials in a dichotic listening task［J］.J Am Acad Audiol，2000，11：383.
71 Martin J，Jerger J，Mehta J.Divided attention and directed attention listening modes in children with dichotic deficits：An event related potential study［J］.J Am Acad Audiol，2007，18：34.
72 Tomo S，Koichi Y，Takako I，et al.Assessing binaural／bimodal advantages using auditory event－related potentials in subjects with cochlear implants［J］.Auris Nasus Larynx，2009，36：541.
73 Laback B，Egger K，Majdak P.Perception and coding of interaural time differences with bilateral cochlear implants［J］.Hearing Research，2014，322：138.
74 Culling JF，Jelfs S，Talbert A，et al.The benefit of bilateral versus unilateral cochlear implantation to speech intelligibility in noise［J］.Ear＆Hearing，2012，33：673.
75 Kostas K，Natalie P.Binaural advantages in users of bimodal and bilateral cochlear implant devices［J］.Journal of the A-coustical Society of America，2014，135：EL47.
76 Ruth Y，Litovsky K，Litovsky RY.Binaural hearing with electrical stimulation［J］.Hearing Research，2015，322：127.
（2015－09－18收稿）
（本文編輯 周濤）
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