聽覺閾限的高海拔效應

田張楊　邱忠芳

摘 要：采用最小變化法來測聽力的絕對閾限，以“漸增”和“漸減”的序列進行，純音頻率變化的數量和分貝均相同，每次的起點均不相同，不同赫茲頻率的純音交替出現直到被試做出反應。實驗選取15名高海拔居住地區海拔高于3000米的藏族被試和15名居住地區海拔低于1000米的漢族被試，藏、漢比例1：1，用Matlab2019進行測試。實驗結果表明：藏族被試和漢族被試的聽覺閾限存在差異。

關鍵詞：高海拔;絕對閾限;聽覺閾限

常年生活在高海拔氣壓低、氧分壓低、多風、干燥、強日光輻射和強紫外線輻射的特殊環境下，會對人體產生很多不利的影響。常見的問題有生理狀態不佳，記憶力、思維判斷等不同程度的衰減，給人們的生活造成一定程度的不便。[1]在高海拔地區，海拔越高氧分壓越低，暴露于高海拔低氧環境的時間過長會影響人類的大腦系統，暴露時間與損傷程度呈正相關。此研究目的就是為了探求長期高海拔低氧環境暴露對人類感覺功能的影響，為促進和防御人類高海拔環境常住居民的認知健康以及相關政策制定提供依據。

在理論上，通過本項目的研究將更加明確長期海拔暴露導致感覺閾限改變的狀況，為高海拔對認知功能影響的相關理論提供有益補充。在應用上，為高海拔居民延緩認知功能衰退提供理論基礎，為國家制定相應的援藏政策和退休政策提供決策依據，尤其對在高海拔極端環境下工作的軍人等特殊人群提高作業能力提供理論支撐。

2001年蔣春華等以視聽整合連續測試系統（IVA-CPT）作為腦功能的評價方法，用量化的神經心理指標科學地評價快速進入海拔5380m高原早期人體視聽覺認知功能的變化，發現快速進入海拔5380m高原早期聽覺注意力方面的認知功能顯著降低;[2]1995年馬勇等對不同海拔高度的149名健康青年進行了現場聽力測驗。國外研究者多數認為中等海拔對人的認知影響較小，而長期暴露在較高海拔的高原上，認知功能就有明顯損害，如語言功能降低，認知運動任務完成較差，感知困難，記憶的獲得、保持較差，且操作速度顯著減慢。Schlaepfer認為，持續（>10h）暴露于高原或海拔過高（>5000m）必然影響認知功能。也有人發現，僅僅一次的高海拔（5000m以上）暴露對認知功能也產生較大的影響，如記憶力下降、反應時延長、注意力分散、動作協調性下降等，而且這種損害在回到海平面后仍會持續一段時間，但一些言語性任務和操作技巧卻不受影響。[3]不同的人有不同的看法，如有研究報道慢性阻塞性肺病患者停止氧治療后，部分認知功能會發生變化;另外有人在3450米海拔、急性輕度缺氧條件下測試了10名健康被試的認知功能，實驗結果表示反應時不增反減。也有其他學者以動物為研究對象，將動物與人類進行比較來研究大腦的功能。Shukitt Hale B以Morris水迷宮為測量工具，選擇不同海拔高度（0m、5500m、5950m和6400m），對344只大鼠的記憶功能進行研究。結果發現暴露于5950m和6400m高度的大鼠空間參照性記憶和工作記憶均受到明顯的影響，老鼠地反應時出現了延長現象，記憶內容也發生了錯亂，對事物的記憶需要更多的時間。作者認為，記憶損害可能與大腦的海馬有關。缺氧會對人的短時記憶產生影響而對人的長時記憶幾乎沒有影響。這可能因為短時記憶與腦的某種特定活動有關。H.W.Rudmose1948年在35，000英尺和海平面的環境壓力下，在減壓室測量了聽力閾值。結果表明，當外、中耳空氣密度降至海平面的四分之一左右時，有15人的平均聽覺偏移在聲壓水平的±2.5分貝以內。

國內外對高原環境人類感知覺變化的研究成果豐碩。國外大多數的實驗是在低壓氧艙中進行的，本實驗以高原現場為實驗基地，受試者在剛入高原或進行了一段適應習服。

1 研究方法

1.1 被試

實驗被試分為兩組：實驗組為居住地海拔高于3000米的15名西藏大學在校學生，對照組為四川幾所大學隨機抽取居住地海拔低于1000米的15名在校大學生，他們在海拔低于1000米的地方出生并成長，并且無進入高海拔地區生活的經歷。被試為年齡在18-25歲的在校大學生，無聽力問題，無影響聽力的不良嗜好，藏漢比例1：1，測試在所有被試自愿報名參加，測試結束后進行基本信息登記并給予相應的的實驗費用。

1.2 實驗程序

實驗儀器：Matlab2019。實驗方法：最小變化法。聲音頻率范圍為125赫茲、250赫茲、500赫茲、1000赫茲、1500赫茲、2000赫茲、3000赫茲、4000赫茲、6000赫茲、8000赫茲。實驗采用最小變化法，施測前需要制作相應的刺激呈現順序表，不同赫茲的頻率下有13組不同分貝的聲音響度，聲音的響度以0db為起點，60db為終點，5db為間隔。正式實驗時，對所有被試者進行每個頻率純音8次的測試，順序為↑↓↓↑↓↑↑↓或↓↑↑↓↑↓↓↑，每個被試都需要做10個頻率且范圍為125赫茲到8000赫茲，共計80次的實驗。[4]當每一組實驗完成后都會給被試足夠的休息時間，實驗流程如圖1所示。實驗開始時會出現友好的提示信息“請注意，接下來你將聽到一個音量不斷增加或是減少的聲音。首先聲音的頻率會不斷增大，當你可以聽見時需要按F鍵”;然后純音的音量會不斷減少，當你聽不見時需要按J鍵。練習實驗：需要制作一個反饋界面，按Q鍵進行練習實驗，以1000HZ為例，進行遞減測試（從60db每次衰減5db，看被試能否在某一個點及時反應）練習實驗結束后按空白鍵進入正式實驗。正式實驗：被試每個頻率做完后休息兩分鐘（休息好以后按“繼續實驗”進入下一步），每個db的音頻呈現時間為0.5s（如500HZ? 50db這個音頻），間隔0.5s.（每兩個音頻之間間隔0.5s。）

1.3 實驗要求

聽覺閾限的測定應在安靜的環境下進行，噪音在20db以下，否則被試可能會因受噪音的影響產生聽覺閾限的漂移（閾限值提高，感受性降低），影響實驗結果。

1.4 實驗結果分析

聽覺閾限是指使人能夠產生聽覺感受的最小的聲音刺激量，聽覺絕對閾限指剛剛能引起聽覺所需的最小刺激強度，這一最小強度因人而異，為衡量一個人的聽力敏銳度的標準，所需強度越大，說明其聽力敏銳度越差，所需強度越小，則其敏銳度越好。要經過多次測試才能確認某一刺激強度是否為閾限值。Matlab的數據進行整合之后導入spss20.0進行分析，分析結果為藏漢之間的差異顯著，漢族被試能比較清晰的聽到不同赫茲不同分貝的純音音頻，藏族被試在不同赫茲的0db純音中表現出了差異，15人中有5人報告不能聽見，聽不見的概率為33.3%，漢族則能完全聽見。總體來說，高海拔與低海拔被試之間的差異為2分貝。

2 討論

高海拔地區強日光輻射和強紫外線輻射、氣壓低、氧分壓低、多風、干燥等特殊環境下，對長期居住在該環境下的人們造成生理機能的不利影響。[5-7]本研究著手于高海拔（海拔高于3000米）與低海拔（海拔低于1000米）地區居住的被試，運用Matlab2019和spss20.0進行數據收集與分析，但由于基礎設施的限制，一些實驗條件控制得不是很嚴格，實驗過程中可能出現系統誤差;聽覺閾限的測定需要一個相對安靜的環境，由于高海拔和低海拔選取的實驗地點不一樣可能會有偏差;被試的選擇上，藏漢被試各15名，樣本較小，缺乏典型代表性。后續研究將擴大樣本，選取更加合適的實驗地點，克服上述問題以取得更滿意的實驗結果。

參考文獻：

[1] 楊國愉，馮正直，汪濤.高原缺氧對心理功能的影響及防護[J].中國行為醫學科學，2003（04）：116-118.

[2] 蔣春華，劉福玉，崔建華，廖衛公，馬勇，馬廣全，王宏運，高鈺琪.快速進入海拔5380m高原早期人體視聽覺認知功能的變化[J].解放軍預防醫學雜志，2011，29（01）：26-29.

[3] 韓國玲.高原低氧對人體認知功能影響的研究[J].高原醫學雜志，2009，19（04）：62-64.

[4] 郭秀艷，楊治良.實驗心理學[M].北京：人民教育出版社，2004：374- 381.

[5] Virués-Ortega J，Buela-Casal G，Garrido E，Alcázar B.? Neuropsychological functioning associated with high-altitude exposure. Neuropsychol Rev 2004; 14（4）：197-224.

[6] Virués-Ortega J，Garrido E，Javierre C，Kloezeman KC.? Human behaviour and development under high-altitude conditions. Dev Sci 2006; 9（4）：400-410.

[7] Yan X. Cognitive impairments at high altitudes and adaptation. High Alt Med Biol 2014; 15（2）：141-145.