音樂訓(xùn)練經(jīng)歷對(duì)聽覺時(shí)域分析能力的影響

呂淵 王梅紅 張建

[摘要] 目的 通過比較有無音樂訓(xùn)練經(jīng)歷的正常聽力青年人的時(shí)域分析能力，探討音樂訓(xùn)練對(duì)聽覺功能的影響。 方法 選擇雙耳平均聽閾≤20 dB HL，無耳科疾病的290名青年人作為研究對(duì)象，其中有多年專業(yè)音樂訓(xùn)練背景的受試者為音樂訓(xùn)練組（130例，平均24.2歲），其余為對(duì)照組（160例，平均21.3歲），分別進(jìn)行時(shí)域間隔感知能力測試，記錄受試者間隙檢測閾值，并使用SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 結(jié)果 音樂訓(xùn)練組受試者間隙檢測閾值為（3.44±1.42）ms；對(duì)照組間隙檢測閾值為（4.45±1.39）ms，兩組數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。性別、耳別等因素對(duì)對(duì)照組的間隙檢測閾值無明顯影響（P>0.05）。可聽度對(duì)間隙檢測閾值有影響（P<0.05），當(dāng)可聽度<20 dB SL時(shí)，隨給聲強(qiáng)度增加間隙檢測閾值明顯下降；當(dāng)可聽度>20 dB SL時(shí)，隨聲強(qiáng)度增加間隙檢測閾值無顯著變化。 結(jié)論 聽覺中樞時(shí)域處理能力與性別和耳別無關(guān)，受可聽度影響，且音樂訓(xùn)練經(jīng)歷能明顯提高時(shí)域處理能力。

[關(guān)鍵詞] 聽覺時(shí)域處理能力；間隙覺察閾；音樂訓(xùn)練；正常聽力青年

[中圖分類號(hào)] R380.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1673-9701（2018）22-0070-04

[Abstract] Objective To explore the effect of music training on auditory function by comparing the time-domain analytical ability of normal hearing young people with or without music training experience. Methods 290 young adults whose average hearing threshold of both ears≤20 dB HL and without otology diseases were selected as subjects. Participants with years of professional music training background were categorized as music training group（n=130， mean age： 24.2 years） and the rest were control group（n=160， mean age： 21.3 years）. The time interval sensing ability test were conducted to two groups， respectively， the gap detection threshold of subjects were recorded， and data analysis was performed using SPSS 20.0. Results The threshold of gap detection was （3.44±1.42）ms in music training group and （4.45±1.39）ms in control group. The difference between the two groups was statistically significant （P<0.05）. Gender， ears and other factors had no significant effect on the gap detection threshold in the control group（P>0.05）. The audibility had an effect on the gap detection threshold（P<0.05）. When the audibility is less than 20 dB SL，the threshold of gap detection decreases obviously with the increase of the sound intensity. When the audibility is greater than 20 dB SL，no significant was found. Conclusion The time-domain processing ability of auditory center has no relationship with gender and ears， while can be affected by audibility， and the music training experience can obviously improve the processing ability in time domain.

[Key words] Auditory time-demian processing ability； Gap detection threshold； Music training； Normal hearing youth

近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，專業(yè)音樂訓(xùn)練經(jīng)歷不僅可以使個(gè)體獲得特殊的音樂技能及大量的音樂知識(shí)，還可以對(duì)個(gè)體的大腦神經(jīng)發(fā)育產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響，加強(qiáng)并改善大腦神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)聯(lián)結(jié)與信息溝通，使聽覺系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、邊緣系統(tǒng)等多個(gè)腦區(qū)得以鍛煉和發(fā)展[1]。時(shí)域處理能力是聽覺系統(tǒng)分析處理聲信號(hào)中強(qiáng)度、頻率等隨時(shí)間快速變化的精細(xì)結(jié)構(gòu)的能力，是聽覺功能的重要內(nèi)容之一。良好的時(shí)域處理能力幫助區(qū)別讀音相似的音素，對(duì)言語識(shí)別尤其是噪聲中的言語識(shí)別有重要意義[2]。間隙覺察測試（gap detection）是一項(xiàng)評(píng)估聽覺系統(tǒng)時(shí)域處理能力的閾上功能測試，測試結(jié)果即間隙覺察閾（gap detection threshold，GDT）代表受試者所能覺察到最小無聲間隔時(shí)長。本次研究以正常聽力青年人為研究對(duì)象，通過比較音樂訓(xùn)練組和對(duì)照組GDT閾值，探討音樂訓(xùn)練背景對(duì)時(shí)域信息處理能力的影響，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

由于聽障人群本身聽覺功能受聽力水平、耳聾時(shí)長、聽覺剝奪效應(yīng)、助聽效果差異等多種因素影響，故本研究以正常聽力青年人為研究對(duì)象。其中從小接受專業(yè)音樂教育，并從事音樂相關(guān)工作的研究對(duì)象為音樂訓(xùn)練組130名，平均年齡24.2歲；不曾接受過專業(yè)音樂訓(xùn)練的研究對(duì)象歸為對(duì)照組160名，平均年齡21.3歲。所有研究對(duì)象雙耳純音聽閾<20 dB HL，中耳聲導(dǎo)抗A型。

1.2 方法

1.2.1 測試材料 加州大學(xué)爾灣校區(qū)開發(fā)的Gap Detection測試軟件[3]，測試結(jié)果代表受試者所能覺察到最小無聲間隔時(shí)長。在測試中，軟件隨機(jī)播放三段時(shí)長500 ms，強(qiáng)度固定統(tǒng)一的白噪聲（20～14 000 Hz），其中只有一段聲音含有一個(gè)無聲間隔，其余均為持續(xù)聲。受試者在聽完三段聲音之后獨(dú)立判斷選擇有間隔的聲音，軟件在每一次選擇后都會(huì)反饋正確與否。間隔變化按照“二降一升”自適應(yīng)調(diào)整，若連續(xù)2次正確，則降低間隔時(shí)間；若一次錯(cuò)誤，則延長間隔時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)束后，軟件自動(dòng)以（x±s，ms）形式計(jì)算閾值。類似于所有心理學(xué)測試，該測試提供三個(gè)選擇項(xiàng)并強(qiáng)制性選擇得出一個(gè)間隙時(shí)長——正確率波形約為70.7%對(duì)應(yīng)的間隙時(shí)長作為閾值。GDT越小，表明受試者能覺察到無聲間隔時(shí)長越短，時(shí)域處理能力也就越強(qiáng)；反之處理能力越差。

1.2.2 測試設(shè)備 Lenovo IdeaPad Y450電腦、GSI聽力計(jì)。測試前將測試電腦連接到聽力計(jì)輸入端口，并用囀音進(jìn)行校準(zhǔn)；測試時(shí)由聽力計(jì)控制給聲強(qiáng)度，插入式耳機(jī)給聲，受試者聽完3段測試聲后直接在電腦軟件界面進(jìn)行選擇有無聲間隔的音頻。

1.2.3 測試流程 測試前向受試者講解測試要求，經(jīng)過練習(xí)確認(rèn)理解后選擇某一可聽度開始測試。測試時(shí)每個(gè)測試項(xiàng)只播放一次，受試者強(qiáng)制性選出包含Gap的音頻，軟件在受試者每一次選擇后都會(huì)反饋正確與否。

1.2.4 測試條件 為避免聽覺疲勞，每位受試者僅隨機(jī)測試一側(cè)耳GDT閾值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過SPSS 20.0軟件進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組測試結(jié)果采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。此外，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析性別、耳別等因素對(duì)時(shí)域處理能力的影響，采用單因素方差分析統(tǒng)計(jì)可聽度因素對(duì)時(shí)域處理能力的影響。計(jì)量資料均采用（x±s）表示，P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 音樂訓(xùn)練

如圖1所示，音樂訓(xùn)練組GDT閾值為（3.44±1.42）ms，對(duì)照組GDT閾值為（4.45±1.39）ms，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較音樂訓(xùn)練組和對(duì)照組GDT閾值差異，兩組數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.124，P=0.04<0.05），說明專業(yè)音樂訓(xùn)練經(jīng)歷的受試者時(shí)域處理能力優(yōu)于沒有專業(yè)音樂訓(xùn)練的受試者。

2.2 對(duì)照組影響因素分析

對(duì)對(duì)照組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探討影響時(shí)域處理能力的因素：

2.2.1 可聽度 將對(duì)照組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按可聽度進(jìn)行分組，按可聽度10、20、30、40、50 dB SL分為組1、組2、組3、組4、組5，各可聽度組內(nèi)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布。單因素方差分析，F(xiàn)=10.534，P=0.000，說明不同可聽度下GDT閾值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各組數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩比較，如表1所示，組1與其他四組組間比較有差異（P<0.05）；而組2、組3、組4、組5，四組數(shù)據(jù)分別兩兩比較，其數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。說明時(shí)域處理能力受強(qiáng)度影響，當(dāng)給聲強(qiáng)度小于閾上20 dB時(shí)，聽覺系統(tǒng)對(duì)這一聲音的處理能力受限。見表1，圖2。

2.2.2 性別 如表2所示，在對(duì)照組受試者中，女性受試者87例，GDT閾值為（4.73±1.11）ms，男性受試者73例，GDT閾值為（4.21±1.58）ms（t=0.948，P>0.05），兩組數(shù)據(jù)不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明性別不影響時(shí)域處理能力。

2.2.3 耳別 如表2所示，在對(duì)照組受試者中，左耳GDT為（4.10±1.31）ms，右耳GDT為（4.79±1.43）ms，兩組數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.29，P>0.05），說明時(shí)域處理能力不受耳別影響。

3 討論

3.1 可聽度（強(qiáng)度）對(duì)時(shí)域處理能力的影響

在心理聲學(xué)測試中，給聲強(qiáng)度可分為同絕對(duì)給聲強(qiáng)度（SPL）和同相對(duì)給聲強(qiáng)度（SL），聆聽者接受的聲信號(hào)的相對(duì)給聲強(qiáng)度即可聽度通常是影響測試結(jié)果的首要因素。對(duì)于正常聽力者而言，其閾值約為0 dB HL的情況下，給聲強(qiáng)度即為可聽度。

本研究中，當(dāng)可聽度<20 dB SL時(shí)，GDT隨給聲強(qiáng)度增大而減小；當(dāng)可聽度超過20 dB SL之后，GDT閾值穩(wěn)定在平均值附近（約為4.45 ms）。Zeng等[3]同樣發(fā)現(xiàn)，正常聽力受試者和單側(cè)聾對(duì)照組，間隙檢測閾值從較低的聲強(qiáng)下的20～30 ms提高到在較高聲強(qiáng)下的（2±3）ms。可聽度不足時(shí)，聽覺時(shí)域處理能力明顯下降，這一結(jié)論可以解釋聽力下降所導(dǎo)致的聽覺功能減退現(xiàn)象。

3.2 性別、耳別對(duì)時(shí)域處理能力的影響

3.2.1 性別 就性別因素而言，本次研究中男女組GDT閾值沒有差異，提示性別不是時(shí)域處理能力的影響因素。該結(jié)論與Lister[4]、于瀾等[5]的結(jié)果一致。Kelso等[6]發(fā)現(xiàn)，男性比女性在測試中表現(xiàn)稍好（反應(yīng)時(shí)間方面）。雖然兩組在測試中所需的總體反應(yīng)時(shí)間相近，但當(dāng)測試難度增加時(shí)，女性受試者反應(yīng)時(shí)間增加而男性受試者不變，說明男性在Gap Detection測試中對(duì)難度的可接受范圍要比女性更大，但作者并沒有對(duì)原因作出解釋。

3.2.2 耳別 耳別優(yōu)勢方面，本次研究結(jié)果中左右耳GDT閾值無顯著性差異，說明左右耳信息輸入對(duì)聽覺系統(tǒng)時(shí)域處理能力影響不大。意大利學(xué)者研究顯示，人類大腦對(duì)雙耳輸入的聲音處理方式不同，右耳接收到的信息被優(yōu)先處理，接收到的命令更易被執(zhí)行，即所謂“右耳優(yōu)勢”或“左半球優(yōu)勢”。本研究顯示，聽覺時(shí)域處理能力是一種相對(duì)對(duì)稱的能力，沒有耳別主導(dǎo)優(yōu)勢。Alessandra認(rèn)為，右耳優(yōu)勢在Gap Detection測試中更多在反應(yīng)時(shí)間上體現(xiàn)，而不是GDT閾值和測試中正確反應(yīng)百分比[7]。此外，有學(xué)者認(rèn)為[8]，純音比白噪聲更能在GDT測試中體現(xiàn)左半球優(yōu)勢，于瀾等[5]對(duì)此作出的解釋是，由于白噪聲和純音的聲學(xué)特性差異，聽覺中樞出現(xiàn)處理偏側(cè)化。

3.3 音樂訓(xùn)練經(jīng)歷與時(shí)域處理能力

音樂與聽覺功能有著密切的關(guān)系。在音樂的刺激下，聽覺皮層可被激活，聽敏度提高，Ludke等[9]發(fā)現(xiàn)，音樂訓(xùn)練提高聽覺系統(tǒng)對(duì)外語的敏感，有利于外語習(xí)得；聽敏度較好的人群，對(duì)于音樂中細(xì)微變化也更加敏感，徐立等[10]發(fā)現(xiàn)，四聲識(shí)別較好的成人人工耳蝸植入者，能更好地識(shí)別歌曲音調(diào)的細(xì)微變化。這些研究說明音樂欣賞能力與聽覺功能之間存在相互促進(jìn)的關(guān)系。

音樂訓(xùn)練經(jīng)歷可以增強(qiáng)聽覺時(shí)域處理能力。現(xiàn)代研究表明，聽覺腦干核內(nèi)存在著長期的突觸，具有內(nèi)在可塑性[11]。聽覺腦干結(jié)構(gòu)是這種依賴于特定學(xué)習(xí)經(jīng)歷的聽覺可塑性的基礎(chǔ)[12]。本研究中，有專業(yè)音樂訓(xùn)練經(jīng)歷的受試者GDT閾值更小，對(duì)聲信息的精細(xì)結(jié)構(gòu)的感知能力相對(duì)于不曾受過專業(yè)音樂訓(xùn)練的受試者有更大的優(yōu)勢，說明音樂訓(xùn)練可以提高聽覺時(shí)域處理能力。Whiteschwoch等[13]研究發(fā)現(xiàn)音樂訓(xùn)練時(shí)間越長，神經(jīng)反射機(jī)制反應(yīng)速度越快，有音樂訓(xùn)練與無音樂訓(xùn)練的老年受試者在識(shí)別聲音快速變化的能力上存在明顯差異，音樂人士對(duì)聽覺序列中的時(shí)間變化比非音樂人士更敏感。

時(shí)域處理能力對(duì)言語分辨率有重要影響。徐立[14]通過不同程度削減言語聲信號(hào)中的時(shí)域信息供正常聽力受試者聆聽來模擬時(shí)域處理能力受損患者的言語聆聽情況。當(dāng)時(shí)域信息缺失越多，言語識(shí)別率越低，表明時(shí)域處理能力對(duì)言語識(shí)別、聲調(diào)識(shí)別以及噪聲中的言語識(shí)別有重要意義。

音樂訓(xùn)練經(jīng)歷可以提高言語識(shí)別能力。神經(jīng)影像學(xué)研究表明，處理音樂和言語聲的神經(jīng)通路是相互分享的[15]，二者的中樞處理均采用層級(jí)分析的形式進(jìn)行加工，音樂和語言在各層級(jí)間存在共同的神經(jīng)環(huán)路節(jié)點(diǎn)[16]。王孟元等[17]亦發(fā)現(xiàn)，聽閾相近的兩組老年人，音樂訓(xùn)練背景組在噪聲環(huán)境中的言語識(shí)別能力和聽覺整合能力顯著優(yōu)于無音樂訓(xùn)練組。Parbery等[18-19]也曾從皮層下神經(jīng)生理反應(yīng)和噪聲中言語測試（HINT）兩方面來證實(shí)音樂訓(xùn)練能提高神經(jīng)同步性和噪聲中的言語識(shí)別。音樂方面節(jié)奏、韻律等訓(xùn)練可以提高相應(yīng)神經(jīng)通路的時(shí)域感知、分析、處理能力，從而提高言語分辨能力。

聽力損失可以分為聽力下降和聽覺功能衰退兩大類。由于聽閾改變，聽力下降導(dǎo)致外界刺激聲部分或完全不能被聽覺系統(tǒng)所接收，可以通過助聽器或人工耳蝸等助聽輔具重建聽力；而聽覺功能衰退可歸因于閾上功能障礙，多需依靠聽覺訓(xùn)練進(jìn)行康復(fù)，且主要以言語語言訓(xùn)練為主。本研究結(jié)果說明，音樂訓(xùn)練經(jīng)歷能明顯提高聽覺腦干對(duì)言語信號(hào)的加工速度和時(shí)間精度。這一發(fā)現(xiàn)為探討聽覺處理障礙、隱形聽力損失等閾上功能障礙患者的康復(fù)新方式提供參考方向；為預(yù)防老年性聽覺功能衰退的參考依據(jù)；對(duì)于人工耳蝸植入者聲調(diào)識(shí)別、噪聲中言語識(shí)別能力的康復(fù)具有重要意義[20-21]。

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（收稿日期：2017-12-25）