視覺障礙是否在史蒂夫·旺德和雷·查爾斯的音樂天賦中發揮了作用？一項研究提供了一些線索，表明在黑暗中飼養的成年小鼠迅速發展出更敏銳的聽力，並且更擅長區分音高和頻率。這些改進與大腦的適應性變化有關，例如神經元之間連線的加強，而這些變化通常只發生在生命早期。
在他們今天發表在《神經元》雜誌上的研究中，約翰·霍普金斯大學（位於馬里蘭州巴爾的摩）的神經科學家李慧京和她的合作者選擇了兩組健康的成年小鼠。他們將第一組放在黑暗環境中一週，而另一組則暴露在自然光下。該團隊使用電極測量動物初級聽覺皮層（大腦中處理聲音是什麼、有多大以及來自哪裡的部分）神經元的活動。
研究人員向小鼠播放不同頻率和強度的聲音，並觀察它們的大腦細胞如何反應。李說，結果“表明，視覺剝奪動物的神經元可以‘聽到’比對照動物柔和得多的聲音”。“就識別音高而言，它們也具有更精細的辨別能力。”
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之前的研究發現，聽覺皮層的變化需要很長時間，並且早年失明的人比後來失明的人適應得更好。然而，該團隊的發現表明，成年人的大腦中可能會迅速發生一些改變，她說。“此外，”她補充說，“聽覺皮層的變化是透過突觸連線強度的變化實現的。這些變化以前被認為在成年人身上是不可改變的。”
感官補償
研究結果也為視覺障礙可以幫助音樂家的說法提供了一些依據。“有一些證據表明，如果你沒有視覺，你可以更好地定位聲音，”李說。但是，她補充說，對人類的研究要麼使用腦成像——無法獲得精細的細節——要麼觀察行為。“我們已經研究了神經元水平，併為這些功能變化如何在行為水平上發生提供了細胞基礎。”
小鼠的感官變化是暫時的，但這些發現可以向研究人員展示如何改善聾人的聽力。“很多人試圖透過人工耳蝸植入來恢復聽力。它們在年幼的兒童身上效果很好，孩子們可以完全康復，”李解釋說。“但是，即使使用這些裝置，完全失聰的成年人也很難恢復聽力。”她說，短暫的視覺剝奪可能有助於人們在接受植入物後學習處理聲音。
該研究的共同作者、馬里蘭大學帕克分校的生物學家帕特里克·卡諾德指出，視覺剝奪對人類的影響可能與對小鼠的影響不同。“未來的工作將確定這種剝奪是否對人類有效。例如，雖然一週的剝奪對小鼠顯示出效果，但對於人類來說，可能需要更長時間的剝奪，”他說。
馬薩諸塞理工學院（位於劍橋）研究視覺的神經科學家帕萬·辛哈說，這一結果“有點令人驚訝”。他補充說，研究人員此前曾報告稱，失明的人類在聲音定位能力方面有適度提高，但基本的聽力閾值似乎基本上沒有受到影響。“失明人類感官增強的證據相當初步。”
本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於2014年2月4日首次發表。