聽不見聲音的「顳葉人聲腦區」,和人臉有什麼關係?

■大腦顳葉之中有個區域對人的聲音特別有反應,被稱為「顳葉人聲腦區」(temporal voice-selective area)。但是聽不見聲音的聾人,他們的這個大腦區域會負責什麼樣的功能呢?

在人腦中,有對人臉特別有反應的區域,還有對人聲特別有反應的區域。
圖片來自Thomas Szynkiewicz (CC BY 2.0)

撰文|林雯菁

對於身為社會性動物的我們而言,「人的臉孔」和「人的聲音」兩者皆為社會互動之基石與溝通成功之重要媒介。所以,不意外地,人類大腦中有一處對人臉特別有反應,還有一處對人的聲音特別有反應。但光是這樣還不夠,我們還要能夠整合同時出現的「人的臉孔」和「人的聲音」這兩樣訊息,才能更有效率地進行溝通。那大腦內有專門負責整合這兩樣訊息的地方嗎?

對人臉特別有反應、專司人臉辨識的大腦區域,落在梭狀回,被稱作「梭狀臉孔腦區」(fusiform face area,簡稱FFA)。而位於顳葉的顳上回,對人的聲音特別有反應的區域,被稱為「顳葉人聲腦區」(temporal voice-selective area,簡稱TVA)。有趣的是,顳上回不但對人的聲音有反應,對人臉也有反應,部分研究者也指出整合人臉和人的聲音這兩個訊息的大腦區域,很有可能就位於顳上回(superior temporal sulcus)。

問題來了,聽不見聲音的聾人,他們的顳上回(或是顳葉人聲腦區)會負責什麼樣的工作呢?

大腦中有不同的感覺皮質,像是顳葉的聽覺皮質、枕葉的視覺皮質…等。當特殊狀況發生時,可能會出現感覺皮質重組的現象,比方說盲人的視覺皮質可能會被用來處理聽覺或觸覺訊息。先前<大腦感覺皮質的重組,一點也不隨便>曾為各位讀者介紹過,感覺皮質重組時,似乎會遵循每個子區域預設的工作內容來決定新的任務。像是原本負責聲音韻律辨識的區域,在聾人身上則是被作為視覺韻律辨識之用,而不是被拿來做任何視覺訊息的辨識。依此邏輯推論,人臉和人的聲音關係這麼密切,顳葉人聲腦區又原本就會對人臉有些許反應,若這個區域長年未接收聲音訊息,會不會被當作專門處理人臉的區域來使用?

研究者請來了一群自出生時或從很小開始就聽不見的聾人,以及一群聽力正常的聽人參與實驗。就如同過去研究所發現的結果一樣,他們發現不論是聽人或聾人,梭狀臉孔腦區在觀看人臉時都比在觀看房子圖片時更為活躍,表示聾人和聽人都會使用梭狀臉孔腦區來辨識人臉。但於此同時,聾人的右大腦半球的顳葉人聲腦區對臉孔的反應之大,遠遠超過聽人的顳葉人聲腦區對臉孔的反應(此處所指的聽人包含會手語的聽人和不會手語的聽人,表示此結果並非會/不會使用手語所造成)。而且,右側顳葉人聲腦區對人臉愈敏感的聾人,辨識臉孔的能力愈好,但這個現象並未出現在聽人身上。

圖中藍色區域是聽人對人聲特別有反應的「顳葉人聲腦區」,而黃色區域則是「聾人顳葉臉孔腦區」。可以看到黃色區域和位於大腦右側的藍色區域是重疊的。圖片取自Benetti等人2017論文。

從這個實驗的結果看來,聾人在辨識人類臉孔時,比聽人更加仰賴右側大腦的顳葉人聲腦區,因此研究者將這個區域稱為「聾人顳葉臉孔腦區」(deaf temporal face area)。那麼這個區域“認臉”的功力有多好呢?它能夠像梭狀臉孔腦區一樣分得出不同的臉孔嗎?

過去的研究顯示,若讓實驗參與者觀看一張接著一張快速呈現的臉孔圖片,當這一連串的圖片上都是同一個人的臉孔時,參與者梭狀臉孔腦區的反應就會隨著這張臉出現次數的增加而逐漸減弱。但若每張圖片上的臉都是不同人的臉,在看了一長串的圖片後,梭狀臉孔腦區的反應還是和看到第一張圖片時一樣高亢。這暗示著梭狀臉孔腦區其實能夠區分不同的臉孔。利用同樣的實驗方法,研究者發現聾人的顳葉臉孔腦區在觀看同一張臉孔多次後,反應會逐漸下降,如同梭狀臉孔腦區的反應一樣(但是研究者並沒有在聽人的同一腦區,也就是右側顳葉人聲腦區觀察到這個現象)。表示聾人的顳葉臉孔腦區不但對人臉有反應,還能夠區分不同的臉孔喔!

研究者還發現,聾人的顳葉臉孔腦區在進行臉孔辨識時,同時接收了來自梭狀臉孔腦區以及枕葉的視覺皮質區所傳來的訊息,這也是聽人的右側顳葉人聲腦區所沒有的現象。而且根據他們的分析,顳葉臉孔腦區並不是依靠梭狀臉孔腦區所傳來的訊息進行臉孔辨識,而是直接利用視覺皮質所傳來的訊息。

所以,我們可以更加肯定地說,當腦中的某個感覺皮質不再負責處理它預設的感覺訊息,而發生感覺皮質重組時,這個感覺皮質中的每個子區域會被重新分派什麼樣的工作內容,都是有跡可循、一點也不隨便的。

參考文獻:

  1. Benetti, S., Ackeren, M. J. van, Rabini, G., Zonca, J., Foa, V., Baruffaldi, F., … Collignon, O. (2017). Functional selectivity for face processing in the temporal voice area of early deaf individuals. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(31), E6437–E6446. doi:10.1073/pnas.1618287114
  2. Szwed, M., Bola, Ł., & Zimmermann, M. (2017). Whether the hearing brain hears it or the deaf brain sees it, it’s just the same. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(31), 8135–8137. doi:10.1073/pnas.1710492114

--
作者:英國倫敦學院大學(UCL)認知神經科學博士。研究人類行為的腦神經機制。喜歡在《Wen-Jing的科學文獻報告》上與大家分享地球上最新的科學新知。

 

加入好友

4,355 人瀏覽過