人們常說，盲人可以透過增強聽力或其他能力來彌補視力的缺失。從小失明的史蒂夫·旺德和雷·查爾斯在音樂上的天賦被認為是失明在其他領域帶來優勢的例子。還有超級英雄超膽俠，他雖然失明，卻利用他增強的剩餘感官來打擊犯罪。
人們普遍認為，剩餘感官的改善是學習行為的結果；在缺乏視覺的情況下，盲人會注意聽覺線索並學習如何更有效地使用它們。但越來越多的證據表明，失去一種感官的人不僅僅是學會更好地使用其他感官。大腦會透過自我改造來適應這種損失。如果失去了一種感官，通常用於處理該感官資訊的大腦區域不會被閒置——它們會被重新佈線，用於處理其他感官。
一項新的研究提供了聾人大腦中這種重新佈線的證據。這項發表在《神經科學雜誌》上的研究表明，先天性聾人會利用通常用於處理聲音的大腦區域來處理觸覺和視覺。也許更有趣的是，研究人員發現這種神經重組會影響聾人感知感官刺激的方式，使他們容易受到聽力正常人不會經歷的知覺錯覺的影響。
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這些新發現是關於神經可塑性（我們的大腦隨著經驗而改變的能力）的越來越多的研究的一部分。大量證據表明，當大腦被剝奪一種感官方式的輸入時，它能夠重組自身以支援和增強其他感官，這種現象被稱為跨模態神經可塑性。
瞭解大腦在失去一種感官時如何重新佈線，對於聾人和盲人的康復具有重要意義，同時也有助於瞭解大腦何時以及如何能夠自我改造。研究人員在聾人和盲人的大腦中尋找關於大腦可塑性的極限及其潛在機制的線索。到目前為止，似乎有些大腦系統不是很具可塑性，並且無法透過經驗改變。其他系統可以透過經驗修改，但只能在特定的敏感時期（例如語言習得）。最後，一些神經系統仍然具有可塑性，並且可以透過終生的經驗改變。發現促進大腦可塑性的因素將影響多個領域：我們如何教育正常發育的兒童以及盲人和聾童；腦損傷後的康復；以及神經退行性疾病和與年齡相關的衰退的治療（以及可能的逆轉）。
關於跨模態神經可塑性的大部分研究都集中在盲人身上，他們通常具有增強的聽覺能力。腦成像研究表明，盲人的視覺皮層被其他感官佔用，例如聽覺或觸覺，並且有助於語言處理。然而，研究人員對失聰如何改變聽覺皮層知之甚少。這項新研究的作者之一海倫·內維爾此前表明，先天性聾人在處理周邊視覺和運動方面更出色。一些動物研究表明，視覺和觸覺都在聽覺皮層的改變的跨模態組織中發揮作用，但到目前為止，在人類身上的證據有限。
在這項新的研究中，俄勒岡大學的克里斯蒂娜·卡恩斯、內維爾和馬克·道提出，早期聽力損失如何影響聾人大腦的神經可塑性，以及這種重組是否轉化為聾人感知能力的改變。他們特別有興趣瞭解失聰是否會影響大腦如何共同處理觸覺和視覺，這是一個之前沒有解答過的問題，因為它需要精確的觸覺刺激。卡恩斯和她的合著者設計了一種獨特的裝置，研究參與者在核磁共振成像掃描器內時，像戴耳機一樣佩戴該裝置。連線到相鄰房間壓縮機的柔性管將空氣噴射到參與者面部的精確位置。這些用作觸覺刺激。視覺刺激——短暫的光脈衝——透過安裝在空氣噴嘴正下方的光纖電纜傳遞。
研究人員使用核磁共振成像掃描器來監測流向大腦不同區域的血流量變化，血流量增加表明大腦活動增加。他們特別關注一個名為赫謝爾回的區域，它是人類大腦初級聽覺皮層的位置。
參與者包括 13 名先天性聾人成年人和 12 名聽力正常的成年人作為比較。聾人參與者在對觸覺和視覺刺激的反應中，聽覺皮層的活動比聽力正常的參與者更多。卡恩斯和她的同事驚訝地發現，聾人的初級聽覺皮層對觸覺的反應甚至比對視覺的反應更強烈。
研究人員利用聽力正常人中已知的知覺錯覺來觀察聾人大腦如何共同處理觸覺和視覺。聽覺誘導的雙閃光是一種現象，即單個閃光與兩個或多個短暫的聲音配對時，會被感知為多個閃光。研究人員透過使用雙重空氣噴射作為觸覺刺激來代替聽覺刺激，從而修改了他們實驗中的錯覺。當單次閃光與雙重空氣噴射配對時，聾人容易受到雙重閃光錯覺的影響；聽力正常人則不會。
聾人參與者都表現出在赫謝爾回中對空氣噴射和光線反應的活動增加，但他們的反應程度不同。那些對觸覺反應的聽覺皮層活動水平最高的人，對錯覺的反應也最強烈。這支援了這樣一種解釋，即雙閃光錯覺是聾人大腦中改變的跨模態組織的功能性結果。
跨模態可塑性可能會導致問題。如果大腦為了彌補聽力損失而進行了自我重組，那麼當聽力恢復時會發生什麼？在西安大略大學研究跨模態可塑性的心理學家斯蒂芬·隆伯將其比作你不用的小屋，所以你讓朋友住在那裡。朋友住得很舒服，重新佈置了傢俱，安頓了下來。如果你回來，他們可能不想離開。這可能就是為什麼部分失聰的老年人發現助聽器令人困惑或無用的原因。
跨模態重組也可能干擾人工耳蝸植入的成功。不完全逆轉失聰引起的大腦重組可能會限制人工耳蝸植入帶來的好處，尤其是在四歲後接受植入的先天性聾人兒童中。這些兒童自出生以來就缺乏聽覺輸入，可能會在語言理解和言語方面遇到困難，因為他們大腦的聽覺區域已經開始處理其他感官。卡恩斯和其他研究跨模態可塑性的研究人員希望更好地瞭解大腦如何重組最終將幫助聾人。測量聽覺皮層被用於其他感官處理的程度的能力，可能有助於設計干預計劃以重新訓練聽覺皮層再次處理聲音。這項研究不會產生現實生活中的超膽俠，但它提醒我們，我們的大腦有一些隱藏的超能力。
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