从听到声音到发声，这种动物仅需30毫秒！

在聒噪的环境中，人类和动物会提高声音以确保能够被听到，这种现象被称作Lombard效应，这需要经历一个从耳朵听到声音到大脑再到发声的过程。鱼、青蛙、鸟类以及人类等形形色色的物种都存在Lombard效应。那么，这些听觉系统完全不同的物种是不是具有相同的听觉形成过程呢？这个问题困扰了科学家们近一个世纪的时间。

最近，约翰霍普金斯大学的研究人员给出了答案。他们揭开了有关Lombard效应神经机制的神秘面纱，认定这是一种基本的暂时性反应，而不是之前所认为的需要花费较长时间的深度认知行为。

他们还测试到从听到声音到大脑再到发声的一个极短过程：仅30毫秒。研究成果发表在Proceedings of the National Academy of Sciences（PANS）期刊上。

研究人员选择蝙蝠作为研究对象。就像声呐一样，蝙蝠通过发射声波并根据反射的回音来判断、追踪并捕食猎物，这也就是它的回声定位机能。不同于人类相对较长、较慢的发声过程，蝙蝠的高频率线性调频波是快速而又精确的，也是人类无法听到的，有助于研究人员检测到哺乳动物大脑的极限。因此，蝙蝠是研究感觉运动的理想选择。

研究团队训练冠蝙蝠栖息在平台上，追铺一定范围内的昆虫。当蝙蝠追捕昆虫时，研究人员利用14个麦克风来记录蝙蝠的发声。他们时而不干扰蝙蝠，时而通过扩音器制造白噪音干扰蝙蝠。

图｜栖息在平台上的蝙蝠，等候追捕猎物

白噪音会干扰蝙蝠的回声定位，进而导致它发出更强的声音以确保不受干扰，一开始犹如响亮的无线电广播，然后就像割草机的声音，最后好似消防车刺耳的警笛声。如果白噪音停止，蝙蝠也会停止“尖叫”。

研究人员建立了适用于所有脊椎动物的Lombard效应计算模型，得出结论：蝙蝠或者人类或者鱼的大脑会不断地探测环境噪音，以便于在必要时调整音量。具体过程是，首先听觉系统感知到环境噪音，然后感知它们的压力水平，最后调整发声振幅、改变音量。如果环境噪音停止了，声压消散，发声振幅会随之减小。

一般来说，我们每3-5秒呼吸一次，心脏每秒跳动一次，眼睛每眨一次1/3秒。如果认为眨眼睛的速度很快，那么蝙蝠对环境噪音做出回应的速度则是惊人的，比眨眼睛的速度快10倍，也就是30毫秒每次。科学家曾经认为Lombard效应很缓慢，比如鸟类和蝙蝠大概需要150毫秒，人类大概需要150-175毫秒。

约翰霍普金斯大学心理和脑科学以及神经系统科学领域的教授Cynthia Moss表示，他们的成果突出了蝙蝠在研究听觉与发声动态关系方面的独特价值，并有助于弄清楚人类语言控制的根本。另外，这个新的研究结果有助于疾病的治疗（放大Lombard效应），比如帕金森综合症，同时也有助于制造辅助医疗器械。

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