神經(jīng)系統(tǒng)的早期發(fā)育主要由遺傳因素來決定,，但環(huán)境因素也嚴重影響腦的發(fā)育。環(huán)境噪聲損害人們的聽覺,，對尚在發(fā)育期的嬰幼兒的損害更為嚴重，不僅損傷聽覺的發(fā)育，還會嚴重影響語言和智力發(fā)展,，造成成年后的語言理解表達和智力障礙。那么,，這種損傷還能修復嗎,？日前，華東師范大學周曉明教授和美國加州大學舊金山分校Merzenich MM（莫澤尼克）教授合作對大鼠的研究證實,，對成年大鼠進行特殊的知覺訓練,，可以修復幼年期損傷的聽皮層處理聲音時間信息的功能。
一般來說,，哺乳動物的腦功能在出生后會經(jīng)歷一個快速發(fā)育和成熟的過程,，通常稱之為“關(guān)鍵期”，在這期間,，腦的結(jié)構(gòu)和功能很容易受到環(huán)境,、經(jīng)驗等各種因素的影響。有研究顯示,，在“關(guān)鍵期”將幼年大鼠飼養(yǎng)在不影響其正常生理活動的噪聲環(huán)境中,，1個月后就會造成其大腦皮層聽覺功能受損，到成年時大鼠的聽覺功能特性仍停留在幼年水平,。以往的研究結(jié)論認為,，幼年時所發(fā)生的這種大腦皮層聽覺功能的損傷是不能修復的。
然而,，在這項研究中,，待幼年時大腦皮層聽覺功能受損的大鼠成年后（大鼠一般兩個月左右成年），研究者采用一個特別設(shè)計的聽覺訓練程序（目標—探索條件反射程序）,，通過食物,、水等來誘導大鼠建立條件反射,，即在包含不同時間間隔、一天之內(nèi)相對固定而又每天隨機變更的連續(xù)聲音序列中,，分辨出一個特定時間間隔的聲音序列,。經(jīng)過兩個月左右的知覺訓練后，再測定這些大鼠大腦聽皮層神經(jīng)元對連續(xù)聲刺激的跟隨能力,。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，由于早期噪聲暴露引起的聽皮層對連續(xù)聲刺激跟隨能力和反應(yīng)同步性的損傷已完全修復，一些特性甚至要優(yōu)于正常動物,。這說明后天的知覺訓練已經(jīng)使得發(fā)育中損傷的皮層聲音時間信息處理功能在發(fā)育關(guān)鍵期后和成年動物上獲得了重塑,。
周曉明教授此項研究成果具有十分重要的潛在應(yīng)用前景，人們有可能借鑒這一研究策略,，通過特定的知覺訓練措施對智力發(fā)育不全,、延后或低下的大齡兒童和成年人進行腦功能損傷的矯治。此項研究還有可能應(yīng)用于延緩老年人的智力衰退等,。
自然界中的聲音,，包括動物的叫聲和人類的語言，都包含很復雜的時間結(jié)構(gòu),。聽覺系統(tǒng)對聲音時間信息的精細處理包括對聲音時間的分辨和整合能力,。對聲音時間信息的分辨能力是指聽覺系統(tǒng)能夠探測隨時間而變化的聲音信號的能力，對時間的整合是指聽覺系統(tǒng)能夠整合隨時間變化的聲音信息,，以便于聲音信號的探測和感知,。已有的研究表明，聽覺系統(tǒng)對時間的分辨能力在人對語言的解碼中至關(guān)重要,。在日常生活中,，中到高強度的噪聲能影響人對語言的感知或文字的理解，原因之一可能是噪聲影響了人對短暫的,、序列的,、快速變化的聲音的處理能力。研究表明,，大腦聽皮層在感知這些時間信息中起關(guān)鍵作用,。在人類，聲音時間信息處理功能缺陷會明顯延遲和嚴重損害語言處理和表達能力的發(fā)育,。
據(jù)悉,，周曉明教授自2006年開始與莫澤尼克進行合作研究以來，主要研究方向為聽覺信息處理和聽覺發(fā)育可塑性,。其系列研究成果,，近兩年先后以第一作者在美國科學院院報上發(fā)表了兩篇論文《成年后強化訓練能修復幼年時損傷的聽覺功能》和《早期間斷噪聲對聽皮層處理聲音時間性信息的持久影響》，最近又在Nature Neuroscience（《自然 神經(jīng)科學》）雜志上以華東師大為第一完成單位,、本人以第一作者和通訊作者發(fā)表論文《知覺訓練可修復發(fā)育中損傷的皮層處理聲音時間性信息的功能》,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Nature Neuroscience 12, 26 - 28 (2008) Published online: 14 December 2008 | doi:10.1038/nn.2239
Developmentally degraded cortical temporal processing restored by training
Xiaoming Zhou1,2 & Michael M Merzenich2
Enduring deficits in temporal processing can be induced in the auditory cortex by rearing infant rats in the presence of low frequency–modulated noises. We found that it was possible to restore normal temporal processing, overcoming deficits induced during the critical period, by intensively training developmentally impaired animals as juveniles or young adults. Re-normalized cortical temporal response characteristics were sustained long after training cessation.
1 School of Life Sciences, East China Normal University, 3663 North Zhongshan Road, Shanghai 200062, China.
2 W.M. Keck Center for Integrative Neuroscience, Coleman Laboratory, Department of Otolaryngology, University of California, San Francisco, 513 Parnassus Avenue, San Francisco, California 94143, USA.
