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“Nicholas A. Lesica, W hy do hearing aids fail to restore normal auditory perception? Trends in Neurosciences. Opinion Article. 2018. April.?
monly observed auditory deficit with a distinct central component is impaired temporal processing），例如，不能檢測到壹個持續聲中間的短暫停——這對大腦中的興奮和抑制間的平衡依賴很高。時域處理損傷會降低對雙耳間時間差的靈敏度，並且妨礙使用空間線索解決從壹群說話人中分離出某壹個講者的所謂雞尾酒會問題的能力。助聽器在改進聲音定位上建樹甚少，實際經常由於引入了失真的雙耳線索而把情況弄糟。
即便不考慮定位問題，時域處理也對語音感知至關重要。很多噪聲環境中的語音感知似乎是通過在“谷”（噪聲弱的短暫時間段內）中聆聽來解決的。時域處理也讓我們可以把多講者依賴發音音高來區分，這對解決雞尾酒會問題很重要。聽力損失損傷了感知音高中細小變化的能力，並且重要的是損傷了基於發音音高來區分兩個說話人的能力。音高處理障礙部分源於前面說到過的耳蝸功能障礙，但中樞大腦區域的變化似乎也有壹定作用。
從聽覺處理障礙在往上說：認知因素的作用
前面提到的聽力損失的外周和中樞效應導致語音的神經表達失真。然而，這些感覺問題困擾著很多人，特別是年長的人們，他們遇到的困難經常不能簡單通過聽力損失程度來預測，即便把對弱聲和強聲的處理障礙都考慮進來也是如此。近年來，語音感知的神經表達失真的終極影響，以及嘗試修正它的效力，很大程度上依賴於認知因素。
過去十年中，已經開始建立語音感知中聽覺和認知處理間交互的理解的概念模型。在主動聆聽時，中樞聽覺系統的神經興奮模式被送到語言中心，該中心將興奮模式與已經存儲的不同語音元素的表達進行匹配。在健康的聽覺系統中，當在安靜環境下聽語音時，輸入的神經興奮模式和適當的存儲表達進行自動基於音節對音節的匹配，並且需要很少的認知過程。然而，當在噪聲背景中聽語音時，輸入的神經興奮模式將被失真，特別是在壹個受損的聽覺系統中，並且與存儲的表達之間的匹配將不再清楚。對於長期聽力損失來說，由於存儲表達變得更不穩健，這個問題可能更復雜。
當輸入神經興奮模式和存儲表達間的匹配不清晰時，認知處理開始工作：執行功能專註於集中註意力在感興趣的說話人而忽略其他聲音，進而減少背景噪聲幹擾；工作記憶存儲存儲幾秒的神經興奮模式來將跨多個音節的信息進行整合；詞匯環路利用文脈線索來收窄可能的匹配範圍並且推測沒聽到的詞。這個模型解釋了為什麽年老聽者的語音感知性能的變異性是通過認知功能差異來解釋的；高的認知功能可以彌補輸入神經響應模式的失真，而低的認知功能會把情況搞糟。
重要的是，認知功能對語音感知的影響即便在使用助聽器時依然存在。現代助聽器使用的很多高級處理策略會引起輸入語音的失真。有高認知功能的聽者可能能夠忽略這些失真而利用音質中的改進，而那些有低認知功能的聽者可能覺得這些失真分散了他們的註意力。我們對認知功能對助聽器收效的影響的了解在近些年有了很大進展；然而很多問題仍然需要解決，已經有壹些事項需要在設計新設備時予以考慮（箱1）。
結語和展望
Epilogue
為了恢復正常聽覺感知，助聽器不能只提供放大功能，還應該將輸入聲音轉換並矯正神經響應中的失真，這些失真可能來自於耳蝸中跨頻率交互的損失、隱性聽力損失、大腦可塑性和中樞處理障礙。當然，說著容易做著難。首先，對於嚴重耳蝸損傷——例如，在內毛細胞缺失的“死區”——完全恢復感知可能不現實。認知在輕中度損傷者中，設計合適的轉換方法來恢復理想的神經響應也是超級難題。
幸運的是，有若幹近期的進展可能有助於改進。我們對聽力損失引起的失真的理解在快速發展，並且隨著對這些失真的本質了解得更清楚，設計響應的處理方案就更加容易了。向其他醫學領域壹樣，可能也需要考慮利用新的機器學習技術。深度神經網絡可以從數據中直接學習復雜的非線性關系，這可能會幫助人類工程師找到新的方案。這些方法需要的數據量超出了現有的實驗能力，但是大規模神經興奮記錄的新技術可能能滿足它們。
神經活動的大規模記錄也可能被用於解決另壹個大挑戰：idiosyncratic nature of hearing loss。每個個體的耳蝸損傷模式都不同，進而引起了唯壹的神經響應失真。然而，因為神經響應的研究通常是基於多個個體間的小規模記錄的平均，我們還沒有最優的辦法處理個性化的單壹個體數據。大規模記錄可能對單壹個體中完整興奮特性記錄來幫助解決這個問題。這個信息應該也會幫助改進我們通過非侵入式或微小侵入式臨床測試來推斷耳蝸病變背後的模式的能力。
既然助聽器可能繼續是未來壹些年聽力損失處置的主要手段，那麽繼續改進設備力圖達到恢復正常聽覺感知仍至關重要。這個目標將是有挑戰性的，並且對於重度聽力損失者來說助聽器可能永遠都不足夠。然而，如果下壹代設備的設計能將聽力損失按照對大腦中的興奮模式的失真的處理，而不是耳中的靈敏度損失，對輕中度聽力損失的巨大提升有可能的。隨著可穿戴設備的社會接受度的提升，政策的變化，和非處方個人放大產品的發展，我們有機會在不遠的未來為數以百萬級的人的健康福祉提供幫助。
——譯者：孟慶林博士 華南理工大學物理與光電學院聲學所講師
研究方向為人工耳蝸的語音感知和信號處理
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