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  • 【科学人·医学】恐声症:你呼吸的声音让我抓狂

    日常生活中总有一些声音能让人听了浑身不痛快,比如指甲划黑板的声音和尖锐的刹车声。不过,对某些人来说,当恼人的声音出现时,他们的反应可没有一身鸡皮疙瘩这么简单。他们每天的生活就如行走在危机四伏的雷区,脚步声,咀嚼声,乃至邻座人的呼吸声,都可能引发一场情绪大爆炸。如果有这些症状并感觉深受折磨,那么,你可能是传说中的“恐声症”患者。不过也别急着对号入座,今天这期节目就为你详细介绍一下。

    恐声症的异常表现也被称作“选择性声音敏感综合征”。患有恐声症的人会对一些特定的声音产生强烈的负面反应,这一点与另外一个经常也被翻译为“恐声症”的听觉疾病不同。后者的患者只是对声音增大的忍耐能力下降,而对恐声症患者来说,哪怕这些声音在普通人听来不过是完全可被忽略的背景音,他们也会感到百爪挠心一般的焦躁。他们在工作时无法集中注意力,也非常容易与人发生冲突,而一塌糊涂的人际关系往往会让他们走进自闭的牢笼。


    咀嚼苹果的声音是不少恐声症患者的“雷区”。图片来源:123rf.com.cn正版图片库

    在这项研究当中,来自英国纽卡斯尔大学的科研团队共招募了20名自认受恐声症困扰的“患者”和22名正常被试,一边让他们听几组不同的声音,一边利用功能核磁共振成像(fMRI)技术扫描他们的大脑活动。为了考察被试们在听到声音时的生理反应,研究者在采集fMRI数据的同时还进行了皮肤电信号和心率的测量。

    研究中共使用了三组声音刺激。其一是“触发声音”,就是会引发恐声症患者强烈反应的日常声响,比如正常的咀嚼声和呼吸声;其二是所有人听了都会感到不快的声音,如婴儿的哭声和人的尖叫声;其三是作为对照的中性声音,如雨声。在听完声音之后,被试们需要对声音的恼人程度进行一系列评分。

    结果发现,与正常被试相比,恐声症患者在听到触发声音时,大脑中的“前脑岛皮层”(anterior insular cortex)的活动变强了,同时伴随着皮肤电信号的增强和心率的升高,而其他两类声音则不会导致这样的差别。前脑岛皮层的活动强度与恐声症患者对触发声音的评分存在显著的相关:患者越是感觉某一个声音刺激能够引发恐声症反应,前脑岛皮层就越是活跃。根据统计模型的分析,前脑岛皮层活动的增强,也能够在一定程度上解释恐声症患者听到触发声音后出现的生理反应。

    这个特殊的皮层区域到底有什么功能呢?过去的研究表明,前脑岛皮层与人的主观情绪体验有关,而且会引导我们去探测并注意周围环境中那些更有意义的刺激。这里的“有意义”,指的是那些与行为有关,或是对个人来说存在特定含义的刺激。也就是说,恐声症患者对声音的评定与正常人不同,一些被正常人大脑判定为不值得额外注意的声音,在他们那儿却被赋予了不必要的意义,从而引发了一系列过度反应。

    不仅如此,在恐声症患者的大脑当中,前脑岛皮层和另外两个脑区——腹内侧前额叶和后内侧皮层——之间的功能连接也变强了,而这两个脑区的激活往往与个体内部的认知活动有关,例如记忆的提取和视觉想象。因此,这种功能连接的增强,很可能导致恐声症患者在听到触发声音时自动回想与之相关的记忆及场景,让这些声音充满情绪色彩,而这进一步又会影响前脑岛皮层的活动,扭曲患者大脑对声音意义的判断。

    图片来源:123rf.com.cn正版图片库

    不过,到底是因为患者对声音刺激的意义评定出了问题,导致了恐声症的发作,还是因为恐声症的存在,才使得原本普通的声音摇身一变成为了“触发声音”?基于现有的结果,研究者还无法得出明确的答案。要想探明这当中的因果关系,还需要更多的实验数据。

    在过去,由于缺乏对恐声症的认识,许多患者会因害怕遭受别人的白眼而拒绝向医生寻求帮助;与此同时,绝大多数临床医生甚至不知道恐声症的存在。结合问卷评分、生理指标检查和fMRI多种手段,此次的研究可以说对地位模糊的恐声症做了一番大起底,也为寻找恐声症诊断标准及治疗指明了方向。对于众多备受困扰的患者来说,这是一个不错的开端。



    作者:Alulull
    链接:http://www.guokr.com/article/442040/
    来源:果壳
    本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系[email protected]
    7 min
  • 【科学人·生物】记忆也能被人工剪辑?

    儿时零食的味道,旧年流行金曲的旋律,总能让我们想起许多过去的人和事。很多情况下,我们脑中储存的记忆并不是独立的,而是彼此交织在一起,甚至牵一发而动全身。而对许多患有创伤性应激障碍的病人来说,这种记忆之间的纠缠恰恰是造成痛苦的根源,日常生活中出现的声响或是画面都可能唤起他们心中的恐惧。

    在最近,来自日本富山大学(University of Toyama)的研究人员发现了一种“剪辑记忆”的方法,或许能在将来帮助此类病人解开心结。在研究当中,他们成功让小鼠将两份记忆捆绑在一起,随后又通过控制神经元活动,人为地将二者之间的关联切断。相关论文发表在1月27日的《科学》(Science)杂志上。

    在大脑中,不同的记忆存储在不同的神经元群里,记忆提取的过程则伴随着相应神经元集群的激活。而当两份记忆对应的神经元群出现交集时,它们之间就建立起了联系。因此,找到这些同时负责两份记忆的神经元并对它们进行精准的操控,便是此次研究的关键。

    研究人员让参与实验的小鼠先后接受了两种不同的行为训练。首先是“条件性味觉厌恶”(conditional taste aversion)训练:期间,只要小鼠一喝糖水,就会被注射氯化锂溶液,从而出现恶心的症状。训练成功后,小鼠就将糖水的味道和恶心感关联在了一起,在喝水时也会倾向于选择没有味道的清水。

    第二部分训练是“听觉恐惧条件化”(auditory fear conditioning):只要一个特定的声音响起,小鼠立马就会遭到电击。重复若干次后,小鼠在听到这个声音时便会感到害怕,从而停止运动,原地僵住一段时间。

    就这样,小鼠形成了两种类型的“心理阴影”:原本很好喝的糖水,以及理应没有任何意义的声音,都能引起一段不太愉快的回忆。但行为实验并没有到此为止。在训练的第三阶段,研究者双管齐下,在小鼠舔糖水的同时播放之前已经电击时使用的声音。很快,小鼠大脑中的两种恐惧记忆就交叠在了一起:当它们再次喝到糖水时,便会想起电击带来的痛苦,从而停止运动原地僵住,反应和听到声音时非常相似。

    通过训练,两种原本无关的记忆被关联了起来。(图片来源:asahi.com)

    在所有训练结束之后,研究者对小鼠开展了两项行为测试,分别检验糖水和声音刺激能否唤起相应的恐惧记忆。

    由于在一个事件发生之后的不同时间段,被激活的神经元会表达不同类型的基因。因此,把握好行为测试之间的时间间隔,再检测神经元里的基因表达情况,研究者就能精准定位哪些神经元参与记忆A,哪些神经元参与了记忆B,哪些神经元两种恐惧记忆提取都参与了。

    他们发现,对那些接受记忆关联训练的实验组小鼠来说,在一个与恐惧记忆密切相关的脑区——基底外侧杏仁核(basolateral amygdala)当中,同时被标记上两种标签的神经元数量变多了。也就是说,在记忆关联训练后,确实有更多的神经元既编码了“喝糖水会恶心”的记忆,也编码了“听声音会被电”的记忆。

    那么,这些功能重叠的神经元在记忆编码过程中到底发挥着什么样的作用?为了回答这个问题,研究者们利用光遗传学技术,让这些神经元在参与记忆提取的同时表达光敏感的离子通道。光敏感通道有如人工安插在神经元中的开关,使得研究者能够用光照在选定的时间段内“关闭”神经元的活动。

    经光遗传技术改造过的小鼠。(图片来源:Inokuchi lab, University of Toyama)

    结果发现,如果在行为测试期间关闭重叠神经元的活动,小鼠的基本行为反应并没有变化:它们依旧害怕喝糖水,听到声音时也会僵住。这就说明,两种恐惧记忆依旧完好地保存在小鼠的大脑当中,记忆的提取过程也不存在任何问题。但是,当小鼠不小心喝到糖水时,它们不会像之前那样原地僵住:由于重叠神经元活动停止的缘故,“喝糖水会恶心”和“听声音会被电”之间的关联被切断了,变成了彼此独立的两个记忆。

    由此可以推测,研究中观察到的重叠神经元尽管在单个记忆提取时也会被激活,但是它们并不参与记忆的提取过程,而是专门负责记忆之间的关联。研究者推测,这些神经元的连接网络很有可能是在记忆关联训练期间形成的。

    可以想见,倘若本次实验中所使用的方法也能在人类身上实现,医生就能对创伤性应激障碍患者的恐惧记忆进行拆解,打断一些外界刺激与创伤性记忆之间的关联,从而让他们免受噩梦重回之苦。

    当然,由于涉及侵入式手术和基因疗法,此项技术的临床应用道路还很漫长。我们期待着PTSD患者能从这项研究中受益,也同样期待着科学家手下的这些精巧的记忆操纵术带来更多的新发现。



    作者:Alulull
    链接:http://www.guokr.com/article/442022/
    来源:果壳
    本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系[email protected]
    7 min
  • 【科学人·地学】关于第八大洲,你需要和不需要知道的一切

    除了躺中枪的马来西亚,这个周末最悲剧的国家应该是新西兰了。本来正打算睡个好觉迎接周末呢,结果一觉醒来,得,自己莫名其妙成“新大陆居民”了。

    这个“新大陆”——或者第八大洲——叫“西兰迪亚”(Zealandia),或者干脆就叫西兰洲。它位于南半球澳大利亚东部的一片海域中,也就是下图中灰色那一坨。它总面积94%被海水淹没,只有最高部位才能顺利浮出水面,成为真正的陆地。“西兰洲”唯一露出来的这片陆地反而是最不新鲜的,虽然它叫“新西兰”。


    看到澳洲东部的那个灰色的区域了吗?那就是“失落的大洲”——西兰洲(Zealandia)。参考文献:Mortimer et al. 2016

    凭空来一个新大陆是什么鬼?是亚特兰蒂斯重现了还是克苏鲁觉醒了?这事情倒是真有来头,是美国地质协会(GSA)旗下期刊GSA Today 去年年底的正经文章(Mortimer et al. 2016)。不过打开一看,作者开头没多久就明白写着,“这不是突然的发现,而是一个逐渐的认识过程……”

    好么,闹了半天不是“哎这有个新大陆”,而是“我们想了下觉得这玩意儿还是可以当成大陆来看待的”。

    但是等一下,新西兰不就那么大一点儿,凭啥就变成大洲大陆了?被水淹的也能算?那太平洋咋不立个大洲啊?这帮地质学家是在玩弄定义吗?

    还真不是。别看都是水,水底下的事情差异可多了去了。

    一、为什么淹在水下也叫“大洲”呢?

    很多人应该都还记得魏格纳的大陆漂移学说——嗯,就是那个躺病床上闲着没事看地图发现非洲和南美洲能拼起来的人。那时的魏格纳只盯着陆地看,但是后来研究者发现,不光陆地,整个地球的岩石圈都是一块一块拼起来的,这就是所谓板块构造学说。

    当然这些板块还是分成两种主要类型,一个叫“大陆板块”,一个叫“大洋板块”。但是,重点来了:这俩居然不是按照海陆分的,而是按照内部物质成分区别的。

    哎?凭啥啊?

    因为海平面会变。大规模的海平面变化可能几万年十几万年就来一轮,但底下的板块还是那些。总不能说因为盘子里装了不同的东西,就说盘子是不同的盘子吧?

    所以我们不能被表象骗了。既然是地质学家,就得搞清楚这些石头的本质。因此,大陆板块的关键特点是“岩石圈中这么一类成分集合体:它们在化学成分上硅铝比较丰富,镁铁比较贫乏。在矿物成分上,相对富集长英质矿物(如长石、石英等),玄武质矿物(以橄榄石、辉石等为主)的比例则相对较少。”

    看不懂可以跳过,总之你知道这是按照石头成分来定的就好了。当一个地质学家说“大陆”或者“大洲”(这俩在英文是一个词)的时候,他说的其实就是这个意思。

    反过来也是一样的!大洋板块的石头成分,和大陆板块基本相反;露出水面的,也可以是大洋板块。最典型的例子就是夏威夷群岛:谁也不能否认它是“露在水面之上的陆地”,可是它不是大陆或者大洲。它依然是大洋板块,只是有些地方比较高,碰巧高过了水面而已。

    (当然,前提是地质学。你要在人文地理领域里(比如高中学的地理课),那就会用另一套定义——比如夏威夷在高中地理课就算大洋洲。但是这不是地质学会的论文嘛,所以还是按地质学的来。)

    二、所以以前大家不知道西兰洲是大陆板块,现在刚发现吗?

    ……说出来别打我啊,连这个戏剧性都没有。

    大家早就知道新西兰的成分不是大洋板块的成分了,“西兰洲”这名字也有二十多年历史了。无非是过去大家认为西兰洲太小、太破碎,只能算作是大陆碎片或者迷你大陆;但过去几年的累积研究认为,它其实是连续的,算算总面积赶上澳洲的一半,已经可以和别的大陆比拼一下了。所以,论文汇聚总结了这些数据,提出应该正式赋予它大陆(或者大洲)之名。

    哦,闹了半天,这不和冥王星降级一个意思嘛。

    好在人这是升级,大家都开心。要是哪天也来个降级,比如说澳大利亚不是一个洲了,小心澳洲人放袋鼠咬你哦。

    (对了,虽然我们都说另外七个大洲是亚洲、非洲、北美洲、南美洲、南极洲、欧洲和澳洲,但是对地质学而言,亚欧是一体的。所以真正的地质学家会说本来有六个大洲,西兰洲是第七个。但是这里我们就别纠缠次要的细节了啦。)

    三、为什么好好一个大陆会被海洋淹没呢?

    这就是归我们刚才提到的海平面变化来管了。更进一步呢,是气候管着,因为气候变化可以控制海平面的升降。海平面上升,自然要有更多的陆地被海水淹没了。

    在地球历史上,不同时期的气候在冷暖之间交替变化,这就是冰期和间冰期。冰期时,全球气候变冷,地球水循环中会有更大比例的水体以冰盖形式保存在两极,间接导致海水体积缩减,海平面下降,更多陆地得以露出水面;相反,到了间冰期时,两极冰盖大规模融化,冰水进入大洋,提高了海平面高度,就有更多陆地被海水淹没啦。

    不要小瞧冰期和间冰期的变化。在电影《冰河世纪》或者各种猛犸象之类的故事里刷足了存在感的“末次盛冰期”,在地球历史上其实连个毛都不算。地球历史上“动真格”的大冰期是要把全球都给冻上的。另一方面,显生宙那些重大的间冰期,则可以导致全球大陆里相当一部分面积都被水淹没,甚至全部淹没,在表面形成广阔的陆表海。陆表海是啥?就是今天新闻里“西兰洲”这种情况咯——陆地、表面、有片海。

    就不说“西兰洲”了,今天咱们这些主流大陆比如欧亚大陆也照样被水淹没了不少。被淹的这部分就是咱们平时所说的“大陆架”(Continental shelf),有时也叫“陆棚”。只有越过大陆斜坡,进入深海盆地,才算真正进入地质意义上的“大洋”——因为深海盆地是洋壳,它的成分已经变了。

    四、“西兰洲”很久以前是否是陆地?未来它还会重新露出水面,成为真正的大陆吗?

    怎么知道一块陆地以前是什么样子呢?很简单:如果今日你在陆地内部的某个远古地层里,发现了稳定的海洋沉积物或者贝壳化石,就能证明当时这个地方是大海。反之亦然,对于一个淹在海里的陆块,想判断它是否经历过陆地环境,就看它发育的沉积地层里有没有陆相沉积物或者陆相化石。

    具体到“西兰洲”反而不用那么复杂——地质学家早就帮咱测好了:“西兰洲”是古老冈瓦纳大陆解体之后残余的一部分,表面还保存着从白垩纪以来的一系列陆相地层呢。因此,它之前肯定是露出水面的。

    至于未来“西兰洲”会不会重新露出水面。放心,短时间内肯定不会,不然人类早就该操心怎么应付下一次大冰期了。长周期的话不好猜。还是那句话,看海平面的心情吧。

    不要以为新大陆上完全充满着未曾涉足的谜团,事实上,人类对这个新大陆的勘探程度已经很成熟了。参考文献:Mortimer et al. 2016

    五、大洲会消失么?不是说像“西兰洲”这样沉到水下,而是说彻底消亡?

    一般是不会的。

    虽然会被水淹,但板块还是板块。要想真正毁灭,就得沉得更深一些——比如,到地幔里,碾碎融化。

    但是,大洲或者说大陆板块有个问题:它太轻了,完全浮在地幔上,沉不下去啊……

    所以你还记得我们为什么如此在意板块的石头成分吗?这是决定板块命运的东西呀。

    大洋板块也比地幔轻,但没那么轻,所以当它和大陆相撞的时候,能被按着头给挤下去。但是大洋下去了,大陆这不还在上面嘛,没辙。

    这就导致,地球上的大洋板块相当年轻,而大陆却十分古老。虽然大陆也会因为撞击而破碎,也许人们合计一下说这块太小了就别再叫它大陆了,但石头还是那些石头。直到今天,人们依然能够在大陆上找到40亿年前的太初岩石圈残片。可以说,大陆是星球上当之无愧的“亿万年不沉之方舟”。

    啥,你说大陆会被水淹?那个,咳,咳,下一个话题。

    六、所以,地球上大洲的数量是固定的咯?

    不固定。虽然上面说大陆地壳不会轻易消失,但大陆板块的数量却不固定……因为大陆会漂移。如果漂着漂着撞了,那就会合成一个。天下大势,合久必分分久必合。

    就比如我们的中国大陆,其实也是由三个主要的板块:扬子板块、华北板块和塔里木板块在不同的历史时期拼合而成的。在拼合前,它们都是曾经漂浮在大洋中的孤零小陆块——以及,也都被水淹没过。今天“西兰洲”这点事儿,在它们眼里真的不算算啥,都是亿万年前就玩腻的东西。

    在极端的地质历史时期,板块之间的拼合,还会让地球上出现一种叫泛大陆(Pangea, 也音译“盘古大陆”)的逆天存在。彼时,地球上只有一大洲两大洋。一大洲叫泛大陆,两大洋分别是泛大洋(Panthalassa)和特提斯洋(Tethys)。

    另一方面,地幔是对流的。对流中的垂向上升流会产生强大的拉张力,可以活生生把上覆的完整大陆板块给拆解开来。泛大陆不是终究裂解了今天这七大…哦不,八大洲了么。“西兰洲”本身也是泛大陆的一部分,尽管今天落得埋身大海的结局,但它大可不必灰心丧气,鱼翔浅底终有竟时,分分合合终究都是历史的插曲嘛。而且,再等两亿五千万年,曾经手牵手的各路“兄弟姐妹”又会重新聚集到一起,构成Pangea Proxima,所谓的究极盘古大陆。

    两亿五千万年之后的究极盘古大陆。只是…对于人类来说可能太过遥远了。图片来源:bigthink.com

    至于那时候还有没有人类,就是另一个问题了……

    所以,还是趁我们没灭绝,先好好研究一下这个第八大洲吧。虽然纠结名字本身意义不大,但名字背后反映的东西,还是很好玩的。



    作者:溯鹰
    链接:http://www.guokr.com/article/442017/
    来源:果壳
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