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记忆的要素（第3页）

在所有感官中，听觉对于口头表达和避免感情孤寂是最重要的。很多动物种类都是更多依靠听觉不是视觉来交流、定位和生存的。海豚在黑暗的水中不能依靠它们的视觉，而它们实际上也不需要，蝙蝠也同样不需要。这两种动物都能够发出声波，声波碰到物体后，以回声的形式返回来。神经信号从听觉器官传递到大脑，这样它们就可以依靠接收到的信息得到外部世界的图像。尽管我们不知道它们从回声中创造的心理表征是什么，但是它们对运动出色的控制力显示出它们有着同人类一样复杂的空间意识。对于所有意图与目标，它们都可以看见，并能意识到它们周围的世界。尽管人类的心理图像比蝙蝠或海豚的心理图像更形象，但对于有听觉的人来说，声音为大脑开启了另一扇窗户。

产生声音的刺激

声音是我们对由震动引发的波动效果的感知。声波通常是由分子（包括空气分子、水分子和固体分子）交替收缩和扩张引起的。实际上，叫它声波是错的，因为我们对波动的感知是声音，而不是波动本身。

向水中扔一块石头就会在平静的水面上产生扩散的波纹，这类似于声波的产生与扩散。靠近石头入水地方的水波比较远处的水波有更大的振幅。声波的振幅越大，产生的声音就越大。

声波的产生与扩散就类似于你向平静的池塘扔下一块鹅卵石。如果你仔细观察，你就会看见水波如何从鹅卵石入水的地方产生，如何一圈比一圈大地向外散开。水波的产生有一个固定比率，它们每秒中通过一些固定的点，这就是它们的频率。当波浪扩散时，频率不会发生改变。声波就像水波一样。声波的频率用赫兹来衡量。一赫兹就是每秒一圈或者说一次颤动。假如声音达到16～2万赫兹，人类的耳朵就能听到。超过这个频率的就是超声波，低于这个频率的就是亚声波。频率越低，我们感知到的音调就越低。

海豚发出的一些信号高达10万赫兹，因此人耳无法听到。而另一些信号低于2万赫兹，我们就可以听到。

再来看一下池塘，你会注意到靠近鹅卵石入水的地方的水波比较远的水波有着更高的顶点（更大的振幅）。振幅是一个波形的高度，它随着距离的增加而减小，直到波形完全消散。在声波中，振幅或者说是响度以分贝来衡量。0分贝是人们刚刚能听到的最弱音。很高强度的声音是危险的，尤其长期接触高强度的声音就更危险。接触100分贝的声音超过8个小时会对听觉造成永久性损害，超过130分贝的声音会立刻损害听觉，而摇滚乐有120分贝左右。

我们向池塘中扔入两个鹅卵石会怎么样呢？水波会从每个鹅卵石入水的地方向外扩散，并相互碰撞、交织、翻滚，形成网状的小波浪。这些波浪不能仅用频率和振幅来形容，因为它们太复杂了。复杂性是声波的第三个特点。我们周围的声波通常不是单纯来自一个源的声波，更多的情况是几个声波的结合。我们对声波复杂性的感知就是我们所说的音高。声音的这种特性使我们能够分辨出是父母的声音还是其他人的声音。

耳朵的结构

鲑鱼和其他鱼类在身体两侧有着对压力敏感的细胞线（称为侧线），这些细胞线能使鱼类侦测到水中的振动和化学物质，是它们在水下的嗅觉和听觉。同样，一些无耳蜥蜴和蛇通过骨头，特别是鄂上的骨头感觉振动。但人类不像这些动物，我们有耳朵。

耳朵的可见部分是耳朵外部的耳廓。这是一块软组织，它像问号一样盘旋在我们的头部两边。而短小、充满蜡状物的耳道可以把振动从耳廓传向耳鼓。耳廓与耳道构成了外耳部分。

鼓膜，也就是我们所熟知的耳鼓，是耳朵的一部分，当声波进入耳朵时，它发生振动。图片中的小骨是中耳的锥骨，它通过砧骨和镫骨把声音从耳鼓传到内耳。

中耳是一个狭窄的、充满空气的腔，由3块小骨构成：锥骨的一端直接与耳鼓连接，另一端与砧骨相连。砧骨与镫骨相连。镫骨上有一层小小的薄膜通向内耳。这里还有一个像欧氏管的通道，从中耳通向喉咙。

内耳包括一个充满流质的结构，形状像蜗牛壳，称为耳蜗。耳蜗向里伸展是基底膜，沿着基底膜是接收声音的毛细胞，它们构成了柯蒂氏器。

耳朵如何工作

外耳把空气分子搅动形成的声波通过耳道传向中耳的耳鼓，并引起耳鼓振动。尽管振动非常微小，但它能引起中耳内3块小骨头的振动，接着振动通过卵形窗传入内耳。卵形窗的运动促使耳蜗内液体的运动，从而引发基底膜的波形运动，再促使柯蒂氏器的毛细胞运动。当毛细胞弯曲旋转，就会激起底部的神经细胞。神经细胞的脉冲信号在通过听觉神经传给大脑的左右半球。

定位声音

我们的耳朵会在前后相差很短的时间里接收到许多声波。如果声音直接来自于耳朵一边，0.8毫秒后，我们另一边的耳朵才会听到。最先听到声音的耳朵直接收到振动，后听到声音的耳朵所收到的振动强度也比较弱，因为这些振动已经在大脑中转换了很多次。如果振动直接来自头顶、前方、后方，双耳听到声音的时间和强度是一样的。但是耳廓的形状会以不同的方式改变声波，这取决于声波的方向。我们用3种线索来判断声音的方向：时间差异、强度差异以及振动从不同角度冲击耳朵所发生的变形。

感知音调

在日常生活中，我们不仅仅想知道声音来自哪里，我们还想了解更多同声音有关的事物。我们想知道声音是谁的，是歌声、是鸟叫，还是动物发出的。我们希望能够检测、学习和分辨声音。为此，我们需要能分辨音高（就像音乐中的高音和低音）。频率理论表明声波引起大脑的活动，这些活动是对声波频率的直接反应。

换句话说，每秒500圈的波动（500赫兹）将引发每秒500次的神经冲动。有证据表明，的确存在这种情况，但这仅对较低的频率而言，因为神经细胞通常无法每秒达到1000次的冲动。第二种解释叫做部位论，它告诉我们如何感知音调。高频和低频影响耳蜗的不同部分。如果耳蜗的底部很活跃，我们能听到较高的频率。如果耳蜗后部的上半部分比较活跃，我们能感知较低的频率。

听觉与语言

口语是对我们日常生活贡献最大的。语言帮助我们创造文化。语言可以在近距离也可以在远距离发挥作用，可以在白天也可以在黑夜发挥作用。语言在人类进化过程中意义无可估量，它对我们思考、解决问题的能力和适应能力的意义也是无法衡量的。在口语中，我们使用的声音是因为我们对它们的意义有广泛的共识。语言不仅包含听觉符号，而且也包含视觉信号，比如，你正在阅读此页的文字。口语依赖于我们的听觉，而听觉像其他感官一样，依赖于大脑的活动。来自于两只耳朵的信息通过听觉神经传递给大脑的任意一边，我们的大脑听见并处理这些信息。处理声音可能就是分辨已经出现的声音或者分辨声音的意义。大脑如何把声音与意义联系起来仍需要仔细地思考，但是科学家确实知道这个活动发生在大脑的哪个部分。

有关大脑活动的研究

1861年，外科医生保罗·布洛卡（1824～1880年）碰见一位患有严重语言表达混乱症状的病人，他仅能说一个单词。这位病人死后，布洛卡对他做了尸体解剖，并发现病人左前脑皮质有一个区域有损伤。布洛卡正确地推论出，就是这个损伤导致了这名男子无法有正常的发音能力。大脑的这个区域后来被称为布洛卡区。

不久以后，神经学家卡尔·韦尼克确认大脑另外一块区域同产生语言能力的关系相对于其与语言理解力的关系来说更加密切。这部分区域称为韦尼克区域，也位于大脑的左半球。与韦尼克区域非常近的第三个结构，是角状脑回。研究人员普遍认为，相对于右脑来说，左脑对语言的作用更大。

事件相关电位

脑电图、断层摄影扫描仪、脑功能测试器能够给出整个大脑或大脑各个区域的活动信息。最近的一些研究都利用了这些先进的手段来侦测大脑的活动。比如，脑电图给出了大脑活动总体记录；断层摄影扫描仪显示了大脑不同区域的活动水平；脑功能测试器描绘了各种大脑结构的神经活动。

当对一个人进行特殊刺激时，我们会采取脑电图记录。它使我们可以侦测到大脑中与刺激直接有关的电子活动，这种活动被称为事件相关电位。事件相关电位现在是大脑研究领域中最重要的变量（变量是指事物的价值易于发生变化）。许多涉及事件相关电位的研究都使用听觉刺激。一些研究表明，大脑左半部分对口语的反应及与产生语言相关的反应比大脑右半部分强。而听觉刺激中的事件相关电位在大脑左右半球都出现。当一只耳朵接收到信号时，在相反大脑部位中的事件相关电位更强烈。这些发现支持了语言主要与大脑左半球相关的观点和反侧主宰的一般原则。

反侧主宰意味着身体某侧（左或右）的接收及控制中心是在大脑另一边的半球（右或左），就像视觉区域与大脑的关系一样。尽管我们知道布洛卡区域涉及产生发声能力，韦尼克区域涉及理解发声，但事件相关电位的研究表明大脑的许多区域都参与这两个过程。语言背后的神经结构是复杂的，而且不太明晰。比如，听觉信号产生的事件相关电位最早发生在脑干中，然后是其他几个大脑区域，最后才是听觉皮质。而且，事件相关电位不仅是对外界刺激的反应，独立于外界刺激的思考和感情也能引发事件相关电位。比如，当一个人期待一个信号时，就会出现事件相关电位。事件相关电位的研究仍旧处于早期阶段，但是它可能最终会告诉人们更多的有关参与不同的感知、心理、物理过程的大脑特定区域的知识。

⊙触觉、味觉和嗅觉

我们的世界不仅仅只有声音、颜色和运动，它还有气味、味道和质地结构。周围的世界有时酷热，有时寒冷，有时充满痛苦。它可以垂直、倾斜、颠倒。我们有时也会处在倾斜和颠倒的位置。幸运的是，我们有其他一些感知体系和其他能发挥作用的感官，这使得我们的大脑可以了解有关我们周围世界的这些事情。

身体感觉

我们对视觉器官和听觉器官的了解比对其他器官的了解要多得多。特别是许多研究都集中在视觉研究上。这一方面归因于视觉与听觉在进化过程中明显更加重要，尤其是在交流和运动方面。另一方面在于研究其他感知体系比研究视觉、听觉更困难。但是这些感知体系对于我们身体功能也非常重要。举例来说，身体感觉（也称为体觉）对于到处走动、对于保持身体垂直或了解身体位置、对于避开那些可能伤害甚至杀死我们的事物来说都是必不可少的。

触摸：触觉体系

“触觉的”一词源于希腊语“能够抓住”，因此可以作为触觉的意思来使用。触觉感知体系也称为皮肤感觉，它们由各种接收器组成，这些接收器可以告诉我们身体接触的信息。一些接收器对压力非常敏感，另一些对冷热做出反应，还有一些让我们产生痛苦的感觉。这些感觉依赖于1000多万个神经细胞，它们拥有神经末梢或接近表皮（皮肤最外层）。位于脸部和手部皮肤的接收器比身体其他部位要多，因为脸部与手部是最敏感的区域。这些区域的敏感性可能是为确保物种的生存而慢慢进化来的。

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