本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
“聽到你的聲音真好。” 當與老朋友交談時，這是我們自然的反應。 威廉·莎士比亞在《愛的徒勞》中提醒我們，“愛人的耳朵會聽到最細微的聲音。”
聲音對我們的情緒有深刻的影響，並提供廣泛的影響，因為它們可以是響亮的、柔和的、有趣的、惱人的、重要的、分散注意力的、舒緩的、令人憤怒的。
像電力、重力和空氣一樣，聲音是一種強大的力量。 然而，由於它是無形的，我們常常在很大程度上沒有意識到聲音對我們生活的強大影響。 儘管如此，我們還是有工具來保護和最大限度地發揮其力量。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。 透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
最近的疾病控制中心研究分析了噪聲引起的聽力損失的原因，以及其他最近關於噪聲汙染的研究，這些噪聲汙染是由於水力壓裂等環境專案造成的，或者喧鬧的城市生活對發展痴呆症的影響，暴露並提醒我們噪聲的緊迫和持續的危險。
但聲音對我們大腦的積極發展也至關重要。 大量證據表明，演奏樂器對發育中的大腦有積極影響。 講兩種語言，另一種形式的聲音豐富，對注意力技能和多工處理有好處，並可能預防痴呆症的發生。
儘管聲音在我們的生活中具有強大的力量，但聲音具有某種不可思議性。 部分原因是其短暫性和無形性，我們常常不會停下來思考它對我們大腦的影響。 它的無形性也導致我們難以描述聲音，這與我們用來描述我們所見事物的豐富描述性語言形成對比。
可見的物體是實在的和持久的。 在許多情況下，我們可以根據自己的意願研究它們。 除非它是移動的物體或短暫的動作，否則我們可以用眼睛分析物體的尺寸、顏色、紋理和形狀，而無需匆忙。
我們有具體的術語，可以使用熟悉的語言輕鬆傳達視覺屬性。 如果我用小、黃色、模糊和球形這些詞來描述一個物體，您可能會猜到該物體是網球，或者至少是與網球非常相似的東西。
然而，聲音本質上從不是靜態的。 它始終在移動，因此更難描述。 我可能會將聲音描述為響亮的、高音調的和不和諧的，雖然它給您聲音的整體感覺，但您將無法開始猜測我描述的是什麼。 是警笛嗎？ 一段音樂片段？ 刺耳的剎車聲？ 鳥的尖叫？
儘管如此，我們的耳朵，特別是我們的大腦，在理解聲音方面做得非常出色。 透過一些測量，聽覺系統是計算量最大的神經網路。 就時間安排而言尤其如此。
沒有其他感覺系統，包括視覺，可以與聽覺系統處理傳入聲景的速度相提並論。 這種對速度的需求很大程度上是由於聲音隨時間變化這個簡單的事實。
考慮一下語音。 語音的最小聲學單位是音素。 例如，“stream”這個詞只有一個音節，但它有五個獨立的音素。 更改其中任何一個，含義就會改變 (street) 或丟失 (spream)。
在西北大學的聽覺神經科學實驗室，我們發現，只需幾個電極和幾分鐘，就可以捕捉到我們生活中的聲音在我們的神經系統上留下的印記。 這個通往微調、快速、精確的聽覺系統的視窗使我們能夠證明聲音在我們生活中產生的積極和消極影響。
我們新發現的捕捉這些“腦電波”（大腦對聲音的反應）的能力教會我們，聲音與噪聲是分開的。 對噪聲的反應是一種無序的反應。 但是大腦對語音的調整非常好，例如，嬰兒在發展語言之前很久就開始理解語音。 他們在接觸幾分鐘內就瞭解到某些聲音組合在他們的語言中是否有效。 對語音的“腦電波”反應結構良好，以至於如果回放，您實際上可以在腦電波中理解語音。
噪聲比一時的滋擾更具危害性。 即使是適度的噪聲水平，經過足夠長的時間（例如，發出嗶嗶聲的垃圾車、吹風機、空調），也可能對大腦網路造成損害，而這些網路會從聲音中提取意義。 我們中的許多人甚至沒有意識到我們的大腦正在被這種無形的力量削弱，我們的思維受到阻礙。
似乎大多數人都意識到響亮的聲音會對我們的耳朵造成危險。 然而，長期暴露於聲音中，即使這些聲音不足以引起我們的注意，也可能對聽覺大腦造成永久性損害。 這與我們通常認為的“聽力損失”不同，後者涉及噪聲、衰老和某些藥物對耳蝸毛細胞的損害。 相反，它是毛細胞和“更高”的大腦區域之間的一些連線的 disruption，這已在實驗室動物的研究中得到證實。 因此，您可能會透過聽力測試，因為毛細胞仍在工作，並且某些連線仍然完好無損。 然而，一些攜帶重要資訊（如語音）的連線卻不見了
但我們有可用的保護措施。
耳塞等耳部保護裝置，如音樂家在舞臺上使用的耳塞，可以避免傷害。 白噪聲發生器和應用程式的弊端可能超過任何好處。 如果可能，請根據噪音水平明智地選擇您的居住地。 來自附近高速公路或機場的持續低水平無意義的噪音正在削弱您的大腦理解有意義的聲音（如語音）的能力，並可能加速老年時的認知能力下降。
正如無意義噪音的存在會導致問題一樣，有意義聲音的缺失也會在處理聲音的能力上留下印記。 但是，有一些獨特的方法可以調整和磨練您的聽覺大腦。
您可以學習第二語言。 駕馭兩種語言的挑戰增強了聽覺系統，並可以提高注意力等認知功能。
鍛鍊聽覺大腦的另一種方法是演奏樂器。 這對兒童和成人都有巨大的認知和情感回報。 在校期間演奏幾年樂器可以提高聽覺系統的敏銳度，並有益於兒童的語言發展。 這種益處會持續一生。
在我的實驗室裡，當我看到電腦螢幕上顯示某人的腦電波時，我通常可以根據音樂家腦電波特徵的豐富、清晰的質量來猜測他們是否是音樂家。
另一方面，我的實驗室與在嘈雜環境中長大並且接受語言豐富化較少的孩子一起工作。 而且，可悲的是，我也能發現這種特徵。 是的，聲音，無論是好是壞，都如此強大。