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《聲之形》沒說的事:聽損兒的冒險旅程比你想的更具挑戰

Peggy Sha
・2017/05/04 ・3718字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

  • 採訪/趙軒翎、施靜沂
  • 文/沙珮琦
Photo source:采昌國際多媒體

隨著電影《聲之形》的上映,聽損兒童在同儕間遭遇霸凌的問題開始受到一般民眾的重視。其實,對於聽損兒來說,除了有面對霸凌的可能外,更有各式挑戰等著他們。

這一次泛科學拜訪雅文兒童聽語文教基金會,他們長期關注台灣的聽損兒童,幫助他們學習聽與說,陪伴聽損兒走過艱辛的冒險之旅。透過雅文基金會,我們要一起來認識聽損兒的冒險旅程,你準備好了嗎?

冒險開始前,角色特質確立好

在漫長的冒險開始之前,首先需要確認角色的特質為何,才能夠迎接挑戰。現今對於聽損兒的檢查已相對完善,新生兒聽力篩檢通常在出生後 36~72 小時進行,若在此時婦產科或小兒科醫生發現異常,會轉至耳鼻喉科做更詳細的診斷。

完整的聽力檢查包含:

  1. 聽性腦幹誘發反應檢查(ABR)
  2. 中耳檢查
  3. 耳聲傳射檢查(OAE)
  4. 聽性穩定狀態誘發反應檢查(ASSR)
  5. 行為聽力檢查

透過以上種種檢查,便可更加準確地判斷聽力損失的類型、程度,其中,藉由行為聽力檢查更能夠進一步繪製出專屬的聽力圖。藉由聽力圖和各種診斷結果,便可以得知聽力損失狀況。

聽力圖中的兩個參考數值分別為橫軸的頻率(單位:赫茲)和縱軸的音量(單位:分貝)。測試時,會對受測者播放不同音量和頻率的聲音,並記錄下測得的「聽力閾值」(即聽到聲音的最小音量),將各點連接起來後,形成的折線圖便是聽力圖。兒童正常聽力閾值為 15 分貝,下圖的灰色區域標示出了聽力正常的範圍,超出灰色區域代表有聽力損失。

灰色區域標示出了聽力正常的範圍,超出灰色區域代表有聽力損失。圖/By Chandramaas, CC BY-SA 4.0, wikimedia commons

這些詳細的檢查資料也有助於評估兒童的殘存聽力,並協助判斷兒童所需要的輔具類型。而在確定聽損狀況後,耳鼻喉科便會將兒童轉介給聽語教學單位,以便進行後續協助。

確定聽損狀況→給予輔具→檢驗輔具是否恰當→轉交老師做後續教學

一道又一道檢查程序,對於家長和兒童來說,就如跑關一樣,其實並不容易。而不同的「關主」也會影響到跑關的速度:有些醫生在確立兒童有聽損的當下便會進行轉介,有些謹慎的醫生則會再三確認。如果孩子有聽力以外的狀況(例:腦性麻痺)或是受測兒童在檢測時哭鬧(情緒不佳),也都有可能影響檢查結果。

無論如何,在這個階段需要謹記八字箴言:「早期發現早期介入」,如果能盡快確定孩子的聽損類型,也能早日開始給予必要的訓練和協助。

裝備買齊後,「戴好戴滿」最重要

確定了聽損類型後,接著便要找到適合的裝備了。

就像近視的人要配戴不同度數的眼鏡,聽損兒也需依聽損狀況配戴助聽器或開刀裝上電子耳。

現今常見的聽力輔具大致分為助聽器和電子耳,兩種輔具的原理並不相同:助聽器的作用在於放大音量,而電子耳則是在耳蝸內植入電極,將聲波轉換為電波,進而直接刺激聽覺神經。

電子耳會藉由電極直接刺激聽覺神經。 圖/By 蔡善清, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons

一般而言,透過電子耳所聽到的聲音和平常的聲音具有一定的差異,兒童聽損若是達 90 分貝以上、本身殘餘聽力不足,需動手術將電子耳放入內耳;由於手術要麻醉,需醫師完成術前評估後才可進行手術。

無論使用哪種聽覺輔具,都有各自的考量,應當徵詢醫師及專業聽力師的建議。而對於親友來說,堅持將聽覺輔具「戴好戴滿」才是關鍵,不可以因為自身判斷輔具太大聲而停止配戴。除了穩定配戴之外,更要天天保養、1~3 個月回廠檢修,以確保輔具維持在良好狀態。

不同聽力損失程度可能適合不同的聽覺輔具,圖中男孩左耳使用助聽器,右耳則配電子耳。圖/雅文基金會提供

把握剩餘聽力,解開聽覺口語成就

百分之九十五以上的聽損兒童都擁有可加以運用的剩餘聽力

雖然每一個聽損兒童的聽損程度各有差異,但大多數聽損兒童擁有剩餘聽力可以運用,若能盡早開始進行訓練,聽損兒便能把握這項能力,進而增加透過聽覺學習語言的機會,讓口語表達不再是天方夜譚。

每一次的聽覺口語教學課程中,必定會有聽覺口語師、照顧者和孩子本人在場。

聽覺口語教學課程需由聽覺口語師、照顧者和孩子本人一起進行。圖/雅文基金會提供

聽覺口語教學法中,第一項訓練重點便是如何「聽」。

對於一般人來說,聽實在是一件太自然的事情,不過,聽損兒童雖能聽見聲音,卻不易區分哪個才是主要聲音,因此會不知道要專注在哪個聲音,學習時間因而較一般兒童來得長,需要多次複習。

因此,在學習過程中,老師便須一而再再而三地提醒兒童「要注意聽!」或是問他們「剛剛聽見了什麼?」兒童如果回答正確,老師會適時給予正向鼓勵,如此反覆練習、循序漸進,讓兒童越來越熟悉該如何運用自己的聽力去聽到該懂聽的聲音內容。

由於聽覺是學習說話的必備條件,兒童如果學會了「聽」,才有辦法進一步開口「說」。社工提到,有些家長就是在學語期發現孩子口語發展較同齡孩子慢,才知道小孩有聽力損失的情形。聽覺口語師表示,若是沒有盡早開始訓練,則需要更加倍地努力才能學會聽與說。聽語學習是在和時間賽跑,一旦發現聽損,都不應該有所延誤,方能讓兒童把握剩餘聽力。

閱讀理解不簡單,支線任務有難度

除了聽覺口語的相關訓練外,聽損兒童需要面對的另一個重要關卡便是閱讀理解上的困難。由於閱讀理解包含識字解碼和語言理解兩部分,而聽損兒童在語言理解上會較一般人弱,雖能識字,卻可能無法連段成文,也因此在閱讀時無法完整理解內容的描述。

Butterflies in my stomach.

就像這句直譯為「蝴蝶在肚裡飛舞」的短語一樣,即便知道每個字的單獨意義,但如果無法從生活的口語經驗中理解這種用法,便不知道它真正要表達的意思其實是「緊張」;因此,對於聽損兒童來說,在閱讀該片語時將產生困難。

此外,有許多研究顯示 17、18 歲的聽損青少年,雖然認知能力已經相對成熟,卻只有 3、4 年級兒童的閱讀能力。會造成這樣的落後情形,有很大一部份是由於聽損兒童語言理解不佳之故。其中一個造成聽損兒童語言理解薄弱的原因是因為聽損兒童的並不習慣「跨聽」。

聽損兒童易有跨聽困難,無法像一般人一樣同時處理多項聲音訊息。圖/By Couleur@Pixabay

想像我們正在咖啡廳跟朋友聊天,除了談話內容外,我們還會聽見咖啡煮沸的泡泡、服務生走近的腳步,甚至知道了隔壁阿姨的女兒最近偷交新男朋友,她正準備要棒打鴛鴦(誤)。

對於聽力正常的我們來說,不但可以同時接收到各式各樣的聲音,更能夠從中分辨對自己有用的資訊;這些零碎的訊息不但可以讓我們獲得小知識,也可以增進我們的人際技巧、促進邏輯連結。

相反地,對於聽損兒童來說,光是要聽到朋友說出的主要訊息就已經吃力了,自然沒有力氣注意到隔壁大媽的八卦。

在《聲之形》中,女主角的同學曾指控她都不去接收別人拒絕的訊息、自以為是地活著。這樣的指控除了女主角的心理因素外,其實有很大部分是因為聽損兒童無力捕捉和處理各種細節聲音,在心有餘而力不足的狀況下,常會被人誤解是自私或沒禮貌的人。

Photo source:采昌國際多媒體

擁有正確認知,不怕終極 Boss

大大小小的誤解累積在一起,聽損兒童便可能被迫在生活上面對許多「小怪」──這些源於不了解的惡意會讓聽損兒的生活越發艱難,更有甚者,也可能會出現類似於電影中的霸凌問題。

根據雅文基金會的社工分享,超過半數的聽損兒都曾經透露出自己在校園生活有不好的人際相處經驗,然而,由於自身的生理因素和相關遭遇,讓他們很容易將一切問題都歸因在自己身上,甚至認為自己不應該擁有幸福快樂的權利。

這樣錯誤的歸因可說是聽損兒冒險途中的「終極 Boss」,這可怕的大魔王會不斷打擊他們的自信;而一旦完全失去了信心,聽損兒便有可能自暴自棄,對於一切都抱持著消極態度。

錯誤歸因可說是聽損兒要面對的大魔王,如果世界能更溫柔地對待他們,或許就可避免這種結果。圖/By Toni Birrer@flickr

其實,無論是聽損兒本身,或是周遭的人們,都應該建立起正確的認知,正如前文所提到的眼鏡比喻一樣,若我們不曾用歧視的眼光看待近視族群,又何須對聽損兒另眼相待呢?

只要我們用健康而正確的態度去對待他們,了解他們可能遭遇的難處,並在能力可及的範圍內提供協助,便能成為聽損兒最強大的補師。

相信我們都可以成為聽損兒童的戰友,而不是敵人。

  • 致謝:感謝雅文基金會聽力師林淑芬、聽覺口語師賴紀閩、社工員陳暐文、聽語科學研究中心研究員詹益智、研究員陳姵樺、宣傳教育部專案執行呂雅雯接受採訪。
文章難易度
Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

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高音唱不上去可以降 KEY,高頻聽不清楚可以……?──談助聽器降頻技術
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2022/07/23 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 文/雅文基金會聽語科學研究中心 張逸屏

在 KTV 歡唱時,當挑戰高音不成,還偏偏硬是要唱,就會用大絕招──降 key!但你知道嗎?其實助聽器也有類似降 key 的功能喔!也就是所謂的「降頻技術」。但是,助聽器降頻技術到底是怎麼運作的呢?對於聽損者的語音理解真的有幫助嗎?

圖一:助聽器除了將音量放大外,某些型號也有降頻功能,針對高頻的聲音做處理,希望能讓聽損者更加享受聆聽的生活樂趣。圖/Unsplash

一般我們聆聽到的各種聲音,包含了許多高低不同的頻率,低頻的聲音像是打雷、海浪、抽油煙機和語音/ㄨ/等,而高頻的聲音則是像鳥叫、哨子、指甲刮黑板和語音/ㄙ/等聲音。但事實上,絕大多數的聲音都是由許多高低不同的頻率所組成,只是每個聲音的組成成份當中,高低頻的比例不同而已。

所以當我們說這是一個高頻的聲音或語音時,只是意味其中高頻聲音的佔比較多,並不代表當中完全沒有低頻的成份。因此,在討論聽力損失時,除了損失程度(類似近視度數)之外,對不同頻率聲音的接收程度也是需要考量的面向。例如,有些聽損者可能是從低頻到高頻的聽損程度都差不多,有些則在不同頻帶聽損程度變化很大。

一般而言,對於降頻技術使用反應較好的聽力損失者,是屬於高頻區域聽力受損較重的,主要是陡降型聽損和高頻型聽損這兩大族群(如圖二)。受限於助聽器放大強度的限制,無法將高頻的聲音放大到這些聽損者可利用的程度。再者,即使可放大到足夠大聲,但聽損者常有耳蝸死區 [註 1] 和頻率解析能力 [註 2] 不足的狀況,導致大腦無法接收及運用這些被放大後的高頻語音。

因此,某些廠牌型號的助聽器,便具備降頻的功能,將降頻功能開啟後,聽損者在較小的音量時就能聽得到高頻的語音,讓高頻的聽力察覺閾值 [註 3] 能夠降低。如此一來,許多聽損者容易錯失的高頻語音,像是/ㄙ、ㄐ、ㄔ、ㄈ/等就都可以聽得到了,也可能比較不會產生誤聽的狀況,例如將「舌頭」聽成「額頭」(沒聽到/ㄕ/)[註 4]

圖二:臨床上使用助聽器降頻功能後,效果較好的兩種聽損類型(此處聽力圖類型僅為示意)。圖/雅文基金會

三種降頻技術,概念相似、作法不同 

那麼當助聽器的降頻功能開啟時,是怎麼進行訊號處理的呢?降頻技術的原文是 frequency lowering,有時也稱作移頻技術(frequency shifting),顧名思義就是將聽損者聽不到的、較高頻率帶的聲音,挪移到聽損者聽力較好的低頻率帶,讓聽損者能聽到。

在訊號處理方面,通常會依據個案的聽力圖先決定一個起始頻率,針對比起始頻率要高的頻帶來進行降頻處理。而訊號處理的方式大致可分為三種類型(不同廠牌的助聽器可能會使用不同的處理方式),包括:頻率搬移(frequency transposition)、頻率合成(frequency composition,有時亦稱為頻率轉換,即 frequency translation)和頻率壓縮(frequency compression)。[1]

如圖三(a)所示,頻率搬移是將起始頻率以上的聲音直接搬移到低頻帶,和低頻帶原本的聲音重疊在一起,而且被移走的部份並不保留,如同圖三(a)中,兩個紫色方形移到低頻的區域,原本高頻帶的地方變成灰色,表示沒有訊號。

圖三:降頻技術共分為三種類型。圖/修改自 Oticon Whitepaper

頻率合成則和頻率搬移很相似,只是在搬移之前會把高頻帶的聲音先進行壓縮,如同圖三(b)中,搬移到橘黃色方形上方的兩個紫色方形疊在一起了(頻寬變小),而且在高頻帶仍然保留原本的聲音。

而第三種是如圖三(c)的頻率壓縮,是把高頻帶的聲音以不同壓縮比例的方式往低頻率帶擠壓,因為有不同的壓縮比例,也就是非線性的,故有時也稱作非線性頻率壓縮(non-linear frequency compression; NFC)。

「聽得到」和「聽得清楚」的拉鋸戰

這三種降頻技術都是將原本聽損者聽不到的高頻聲音,搬移到聽損者聽力較好的低頻帶,藉此讓助聽器使用者能聽到原本無法聽到的聲音。但是,有別於 KTV 的降 key 是全部聲音往低頻搬移,助聽器的降頻技術只有針對部份高頻的聲音處理,所以整體來說會有某種程度的扭曲 [2]。若以視覺來比喻,降頻技術則有點類似遊樂園的哈哈鏡(曲面鏡),對於不同區域採用不同方式的反射,所以會有扭曲現象。

哈哈鏡的扭曲影像讓人發笑,但降頻技術若導致聲音過度扭曲而無法辨識,那可不好玩!所以,降頻技術雖然可以提升「察覺」高頻聲音的表現,但能否提升「理解」就不一定了。也就是說,即便降頻技術讓聽損者能聽到/ㄙ、ㄐ、ㄔ、ㄈ/等高頻語音,但聽起來也許已經不像這些聲音了,有些人或許透過訓練和適應後能辨識這些語音,但也有些人會完全無法適應。因此,如同圖四,降頻技術就是「聽到」和「扭曲聲音」兩者之間的權衡取捨 [3]

圖四:降頻技術雖然可以讓原本聽不到的聲音變成聽得到,但代價是聲音或多或少地被扭曲了。因此必需在聽到(察覺)和聽懂(理解)之間取得平衡。圖/修改自 Flaticon

有一項針對高頻聽損者的研究,分析使用降頻技術的效益和高頻帶平均聽力閾值間的關係,發現高頻聽力閾值愈高(高頻聽力相對較差),使用降頻技術後在聽能表現的提升愈顯著 [3],因為對這些聽損者而言,能聽到高頻的聲音是比較重要的,因此可以接受一點聲音扭曲的代價,來換取聽得到高頻聲音的效益。

但對高頻聽力相對較好的人來說,可能原本可以聽得到一些高頻語音,因此也比較會感受到聲音被扭曲了。這樣的研究發現讓我們了解,降頻技術並不一定適合每個聽損者。

參數設定和聆聽情境是關鍵

除了要選擇合適的對象來使用降頻技術之外,聽力師也需要針對聲音處理技術的參數做合適的設定,才能在「聽到」和「扭曲聲音」兩者之間找到完美的平衡點。因為研究也發現,當降頻處理的程度愈大,也就是起始頻率愈低或壓縮程度愈大,那麼搬移/壓縮的聲音就愈多、聲音特性改變的幅度也愈大,此時助聽器使用者也容易覺得音質變差了 [3]。因此,挑選到合適的參數設定,才能在音質變化不大的情況下,享受到改善高頻語音察覺的益處!

此外,對降頻技術效益有影響的因素還包括了聆聽的情境,例如環境是安靜/吵雜、或內容是語音/音樂。相對於安靜的環境,在吵雜的環境中,助聽器使用者較能接受大程度的降頻處理 [3],可能是在安靜情境下較能感受到降頻處理帶來的音質改變,而在吵雜時,「聽得到」的重要性會更加凸顯。

而相較於語音,降頻技術可能會對聆聽音樂產生負面影響 [4]。對語音來說,頻率的搬移和壓縮影響比較小,因為許多高頻子音其實有點類似寬頻的噪音,所以即使頻率被悄悄偷天換日到低頻帶了,再加上情境和上下文的線索,聽者仍然能理解接收到的語音。但在聆聽音樂時,精準的頻率是很重要的。概念上可以從「和絃」來理解,和絃中的組成音符,每個音都必須在正確的頻率上,組合起來的和絃才會是正確而且悅耳。這樣就不難理解降頻技術可能會對於聆聽音樂造成較大的負面影響,造成聲音聽起來不和諧。

圖五:助聽器降頻技術可能對於音樂聆聽來說有較大的負面影響。圖/Irasutoya

和聽力師共同尋求最佳解方

綜合以上的研究發現,我們知道聽損者和聽力師針對降頻技術的討論,除了自己是否適合使用外,也要嘗試不同的參數設定,甚至是在不同聆聽環境中選擇是否開啟降頻功能、或設定不同的參數。其實就和所有的助聽器選配和調整一樣,都需要和聽力師密切討論、並說明在使用上的感受,才能讓助聽器發揮最理想的效果。

總結來說,降頻助聽器可能可以提升聽損者的聽音表現,但不見得適用於每個人。而且,若降頻處理的範圍或壓縮程度較大,也可能會讓聲音的音質改變、或語音的特性被扭曲,而導致聽不清楚的狀況。總結來說,使用降頻助聽器時,關鍵就是要以「最少的聲音扭曲」來換取「聽得到」高頻音的好處 [2]

註解

註 1:相對於聽力損失是耳蝸中的毛細胞不健全或功能異常,耳蝸死區(cochlear dead regions)則是某些區域完全沒有毛細胞,導致有某些特定頻率的聲音,再怎麼放大也無法聽到。

註 2:頻率解析能力為分辨兩個不同頻率聲音的能力,一般來說聽損者的頻率解析能力也會較差。

註 3:「聽力察覺閾值」為某一頻率下,個人能聽到(察覺)聲音的最小音量。閾值愈高,表示要愈大聲才聽得到,聽損的程度就愈重。

註 4:想了解更多關於「高頻聽力損失」和「微聽損」相關資訊,可參閱雅文基金會「微聽損網站」和「如果小美人魚失去的是聽力,幸福也沒有比較容易:談輕微聽力損失『微聽損』」一文。

參考資料

  1. Angelo, K., Alexander, J. M., Christiansen, T. U., Simonsen, C. S., & Jespersgaard, C. F. C. (2015). Oticon Frequency Lowering: Access to high-frequency speech sounds with Speech Rescue technology. Oticon Whitepaper.
  2. McCreery, R.W. (2016, October). 20Q: Frequency lowering ten years later – evidence for benefit. AudiologyOnline, Article 18370.
  3. Souza, P. E., Arehart, K. H., Kates, J. M., Croghan, N. B., & Gehani, N. (2013). Exploring the limits of frequency lowering. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 56(5), 1349–1363.
  4. Chasin, M. (n.d.). The Problem with Frequency Compression and Music.
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雅文兒童聽語文教基金會_96
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雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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來塊很 Jazz 的「聽覺乳酪蛋糕」!卡路里消耗、大腦訓練、心情愉悅一次滿足
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2022/06/22 ・3588字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 文/雅文基金會聽語科學研究中心 張殷綮 研究助理

在美國哈佛大學心理學教授平克(Steven Pinker)的眼裡,音樂不過是一塊「聽覺的乳酪蛋糕」(auditory cheesecake),對人類的生存、繁衍一點用處也沒有,只是在演化的路上被選擇出來的娛樂附屬品。然而,音樂卻承載著人類的歷史文化,具有豐富多變的形式。

在淵遠流長的時間長河下,難道音樂真的一點用武之地也沒有嗎?喔不,誤會可大了!其實音樂就像一塊生乳酪蛋糕,只要將其中的基本元素加以烹調,就能變成像是說話、唱歌般的輕乳酪和重乳酪蛋糕!高熱量會讓大腦 up up 動起來消耗卡路里,不僅會分泌多巴胺,還能強健體魄,就讓我們來告訴你關於聽覺乳酪蛋糕可能會讓你很意外的 point 吧!

享受音樂就像是吃了一塊乳酪蛋糕。圖/Pexels

音樂、說話和唱歌,就像是生乳酪、輕乳酪和重乳酪蛋糕

試著打開 Google 翻譯,請 Google 小姐唸唸看「紅鯉魚與綠鯉魚與驢」或是「紅鳳凰黃鳳凰藍鳳凰粉紅鳳凰」,你是否發現,相較於真實語言,少了那麼點韻味呢?其實,口說語言的自然語韻就蘊含著音樂成分,節律及語調不僅暗藏著溝通線索,其中的音高、節奏與音量變化所組織而成的旋律,還能夠製造情緒的張力!

音樂的發展其實和語言同步,人類約需要花費 25 到 50 毫秒來辨認不同樂器的音色,而在提取話語中每一個音節的音素,所耗費的秒數也差不多。在媽咪的子宮時,我們就透過媽咪的聲音進行聽能訓練,學著將聲音與情緒連結。

初來乍到這個世上時,我們更是保留了對於各種聲音的敏感度,直到 6 個月大時,才逐漸被身處的文化習染,偏好特定的語言與音樂表現形式,為日後的發展奠下基石。因此,我們從小講話就不像 Google 小姐平直呆板,而是能隨著自身的狀態與情緒發聲(ENT & Audiology News, 2016; Brandt et al., 2012)。

原來,一字一句,不僅是平上去入的分別,還有著音高的起伏、節奏的快慢、音量大小的變化,宛如歌唱一般。我們很自然地懂得要將「紅鯉魚與綠鯉魚與驢」的「與」放輕,也懂得在不同顏色的「鳳凰」之間稍作停頓。如果想強調某個詞彙,便會加重語氣,比如在句末把「驢」字拉長,同時拔尖聲音、提高音量。如此一來,就更能讓聽者注意到「驢」的存在——「池塘裡明明游著紅鯉魚與綠鯉魚,怎麼突然出現驢子呢?」

由此看來,音樂、歌唱和說話的核心元素似乎沒有太多不同。透過這些高低起伏的韻律、有快有慢的節奏等特徵,都能讓對方聽得更輕鬆、理解更順暢!

享受蛋糕前,大腦得要 one more two more 動起來

要感受旋律的音高與和聲變化,需要倚靠聽覺系統順利運行,但大腦這台超級電腦可沒那麼簡單。一首曼妙的舞曲通常需要結合不同的腦區互相合作,溝通往來,例如「音調」便可能同時牽涉到小腦與前額葉皮質的運作(The Kennedy Center 50, n.d.)。那麼,音樂當中許多不同的組成元素,又分別由哪些腦區協調、操控呢?

嘻哈歌手動感又富含節奏性的饒舌歌曲,平平仄仄平,自成韻律,是音樂中不可或缺的元素。不管是用手指頭輕輕叩打桌面,還是拿起鼓棒奮力向鼓面一擊,都會牽涉到小腦運動皮質的運作。從西方的古典音樂到藍調、民謠,甚至是爵士樂與搖滾樂,不同的音樂風格都有既定的模式,久而久之,人們便有了預期心理,而大腦的前額葉皮質便有偵測節奏是否規律,判斷音程、調性是否合理的功用。

然而,也正是這種機制的存在,人們對意想不到的編曲會感到驚喜,而情緒的引發又有賴於小腦伏隔核杏仁核的運作。如果要在音樂會演奏一場曲目,更是會牽涉到小腦視覺皮質感覺皮質運動皮質的同步運作,就算有譜可以偷瞄一眼,也必須練到滾瓜爛熟,讓記憶能儲存到海馬迴。畢竟,不看指揮,指揮可是會生氣的呢(The Kennedy Center 50, n.d.)! 

不同的腦區協力運作,才能對聽到的歌曲感到放鬆愉悅,甚至順利將其演奏出來。
圖/The Kennedy Center

既能像乳酪蛋糕帶來愉悅,又能像彈力帶般健腦凍齡

近來健身風氣盛行,上班族坐久了,下班都需要活絡筋骨,而音樂也像是大腦聽覺系統的健身器材,讓每一條聽覺神經更為強健、敏銳。

所謂的音樂訓練講究主動參與,是一種高強度的認知訓練,不僅講求每一個音符和表情符號都要達到有效的情緒溝通與渲染效果,還必須對聲音的細節,諸如音高、時值、音色等,保持敏銳的感受力,甚至涉及工作記憶(working memory)、執行功能(executive function)以及多重感官的整合,學會如何分辨不同的聲部,跟著主旋律,與其他歌手、樂手合作表演。每一次的練習,都是在強化耳蝸腦幹聽覺皮質間的迴路,形成一反饋系統——這就是為什麼音樂家對於聽覺訊號會特別敏感,甚至能預測音樂進行走向的緣故(Kraus & Chandrasekaran, 2010)。

在神經科學的研究中,就發現音樂家的腦波活動異於常人,不但對高音出現更明顯的反應,在偵測非語言訊號(像是嬰兒的哭鬧聲)等,反應也比未接受過音樂訓練的人強烈。大量的聽覺刺激使音樂家對於言語中的基礎頻率、時值變化、諧波組成成分,以及子音過渡到母音的起始點更為敏銳,甚至是在聽覺相關的注意力、記憶力都有較好的表現,能在嘈雜的環境中辨識語音。音樂訓練可說是練就了音樂家耳聽八方的能力,促進其聽能技巧的發展(Kraus & Chandrasekaran, 2010)。

音樂家(紅線)對高音以及嬰兒哭聲的腦波反應比未經過音樂訓練的人(黑線)來得強烈。圖/Nature

不用人人都是蛋糕師傅,純享用也可以

相信學音樂的人一定對「我沒學過音樂啦!不懂啦!」這句話不陌生。不管是樂團主唱還是合唱團員,也時常聽到對方聲稱自己不會唱歌,彷彿音樂訓練是一種標誌,是享有特權的人才能擁有的專利。

然而,生活周遭中的音樂俯拾即是,不管是戴著耳機播放自己建立的最愛清單、關注最新的歌曲排行榜,還是看電影、玩遊戲時,使人身歷其境、驚心動魄的背景音樂,或是唱卡拉 OK、參加演唱會時,不自覺的身體律動等等,都會讓人潛移默化,足以吸取對特定文化背後所富藏的音樂相關知識(Putkinen et al., 2013)。

研究更指出,早年的音樂活動可能會帶動聽能技巧注意力的發展,進而對學齡後的語言表現造成正面影響。而在電生理訊號的研究中,參與音樂活動的多寡又與 2 到 3 歲孩童對聽覺刺激反應的偵測能力相關。此時,你是不是正回想著小時候有沒有乖乖去操場跳早操,然後好好上音樂課、吹直笛呢(Putkinen et al., 2013)? 

音樂活動有助於提升聽能技巧與注意力的發展。圖/Pexels

關於聽覺乳酪蛋糕可能讓你很意外的 point

音樂的「健耳」功效也常用在聽損療育。相較於正常耳蝸有著高達 3,500 個毛細胞,能處理 20 到 20,000 赫茲間的聲音頻率,人工電子耳只有 12 到 22 個電極來處理 200 到 8,500 赫茲之間的語音頻率。

因此,配戴電子耳的人,面對較為細緻的聲音處理(如語言韻律與情緒感知)需要更大的音高變異性,才能察覺其中的分別;另外,有研究指出,在分辨中文聲調時,這些人也會遇到困難(Jiam & Limb, 2020)。

此時,在聽能復健中導入音樂便十分重要,因為許多歌曲就涵蓋大量重複、輪替的編曲技巧,不僅能讓聽損者仔細聆聽,也有說唱的機會,更能增加互動性、增強自信心、提升社交生活品質(Torppa & Huotilainen, 2019)。

人在年老時,聽覺神經的反應會逐漸下降,但根據陸續進行中的相關研究,晚期音樂的介入還是能達到終身音樂學習的效果,只是幅度較小。此外,音樂不僅有抗老化的作用,還能提高老人家參加社交活動的機會。透過節奏來帶動感官認知與運動整合,還能防止老人家摔倒(Kraus & White-Schwoch, 2017)。

此時此刻,你是不是想打開音樂軟體,盡情地享受這塊營養又美味的乳酪蛋糕呢?

參考文獻

  1. Brandt, A., Gebrian, M., & Slevc, L. R. (2012). Music and early language acquisition. Front. Psychology3:327.
  2. Garrido, C. (2016). Why does music move us? Music as auditory signals of emotion. ENT & Audiology News.
  3. Jiam, T. N., & Limb, C. (2020). Music perception and training for pediatric cochlear implant usersExpert Review of Medical Devices, 17:11, 1193-1206.
  4. Kraus, N., & Chandrasekaran, B. (2010). Music training for the development of auditory skillsNat Rev Neurosci11, 599–605.
  5. Kraus, N., & White-Schwoch, T. (2017). Music Keeps the Hearing Brain Young. Hearing Journal, 70(11), 44–46.
  6. Putkinen, V., Saarikivi, K., & Tervaniemi, M. (2013). Do informal musical activities shape auditory skill development in preschool-age children?Front. Psychol., 4:572.
  7. McCollum, S. (2019). Your Brain on Music: The Sound System Between Your Ears. The Kennedy Center.
  8. Torppa, R., & Huotilainen, M. (2019). Why and how music can be used to rehabilitate and develop speech and language skills in hearing-impaired children. Hearing Research, 380:108–122.
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雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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神啊!請給我一台「聽得見」的 3D 列印機!——找回聽力的 3D 列印應用
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2022/02/16 ・2370字 ・閱讀時間約 4 分鐘

  • 文/蔡宜欣|雅文基金會聽語科學研究中心

從「我的眼鏡是依照我的臉型 3D 列印的」的流行話題到「3D 列印房子熱潮席捲全球,讓大家都買得起房」的居住議題,不難發現 3D 列印(3D Printing)技術不再只侷限於玩具模型,而是能應用在任何可以想像得到的地方。現在甚至還能重新建構聽力組織器官,幫助聽力受損者重拾聽力。

3D 列印不需開模就可印出設計圖。圖/Pexels

從二維走向三維的印刷技術

在 3D 列印出現以前,工業生產往往需要開發模具才能進行製造,這對於時常推陳出新的產業而言,耗費了許多時間與生產成本。1980 年代,以快速原型(Rapid Prototyping)為概念的機器被發明, 而 3D 列印便是其中一種技術,能快速製造產品。

3D 列印技術又稱為積層製造(Additive Manufacturing),生產過程先於電腦中描繪和設計物品的 3D 樣貌,再劃分成無數個 2D 平面,最後印製每層 2D 平面,慢慢堆疊累積後完成物品。常見的 3D 列印方法大致有三種:表面常有一層層堆疊紋理的熱融沉積成型(Fused Deposition Modeling, FDM)、成品表面呈現霧化、細緻磨砂質感,較少堆積紋理的選擇性雷射燒結(Selective Laser Sintering, SLS),以及光固化成型(Stereo Lithography Apparatus, SLA),其成品表面光滑、精細,但製作成本相對較高 [1-4]。3D 列印集結了節省人力、製作時間、客製化等優點於一身,因此也被運用於需要依據聽損者耳型個別化打造的助聽器上。

量身訂製耳模,跟悶塞感說掰掰

常見的助聽器可以分為耳掛型助聽器、耳內型、耳道型助聽器等。耳掛型助聽器的組成首先需要一塊貼合耳道的耳模(earmold),幫助助聽器固定在耳朵上,聲音處理裝置會將接收到的聲音進行處理,並通過一根小管,將聲音傳送到聽損者的耳中;耳內型的助聽器則是直接將聲音處理裝置放在一個貼合耳道的機殼中。不論是耳模或機殼,若與耳道不夠貼合,就容易出現尖銳刺耳的回饋音,也容易鬆脫掉落 [5-8]

由於每個人的耳型不同,上述提到幾種常見助聽器的耳模和機殼,皆需依每位聽損者量身訂做。

一般傳統的熔模鑄造(Investment casting)方法,是將黏性大的材料(如 AB 黏土)擠入耳中,等待固化後取出,也就是耳樣(下圖左);再透過翻模技術製作耳樣熔模,並於完成後,將矽膠或壓克力等液態材料倒入用耳樣熔模,等待固化後才能完成耳模(下圖右)。而機殼則是在內部固化前會將材料倒出,僅留下外殼,最後再將電子組件放入其中[8]

近幾年出現 3D 列印耳模的方法,只要透過雷射掃描耳朵或耳樣的方式,取得耳型的數據資料,並透過電腦確認細節或電子組件擺放的位置,即可印製。由於助聽器需要長時間配戴,因此 3D 列印方式是採取表面相對光滑、配戴舒適感較高的 SLA 或 SLS。

相較於熔模鑄造,3D 列印取代傳統翻模製程,減少造成的誤差;此外,3D 列印方式不僅耗費較少的人力成本和製作時間,甚至可以依據自己喜歡的顏色、圖案進行外觀客製化。預先從電腦中確認成品的樣貌後再製作,也能使成品更為精準,減少手工製作的誤差。再者,數據化的資料還可以存放在電腦中,便於日後再製[8-15]

重建聽小骨,讓聲音傳遞不斷線

此外,有一種類型的聽損者是由於外耳或中耳構造受傷、缺陷,造成聲音受阻,無法正常傳遞至耳中,這類型聽損者有一部分無法透過助聽器改善聽力,甚至需要進行耳部手術。

在南非,有專家針對這樣的聽損者,研發以生物相容性材料製作的中耳聽小骨,透過 3D 列印,順利移植到患者身上,幫助他們重拾聽力。3D 列印技術不僅能確保聽小骨尺寸吻合患者耳形,增加重建手術的成功率,也減少了傳統手術花費的時間與風險[16-18]

從客製化製作助聽器耳模、機殼到聽小骨義肢,3D 列印幫助聽損者們更快速找回聽力。或許 3D 列印技術不會完全取代現有的生產和製造方法,但無疑為我們創造了新的可能與選擇。期望未來能發展更多新的醫療技術,讓所有聽損者都能聽見世界的聲音!

參考文獻

  1. 【3D列印知識】新手入門:五種常見3D列印技術比較及原理​
  2. 3D Printing Technology Comparison: FDM vs. SLA vs. SLS
  3. 3D Printed Glasses: Trends in the eyewear industry in 2021
  4. Formlabs
  5. Hearing aid types and styles
  6. 助聽器是尊貴的象徵?從聲學椅到聲學拐杖,為了聽清楚的怪招式還真多
  7. 注意!原來「耳模」這麼重要
  8. Harvey Dillon(2019). 助听器:第二版(胡向阳)。北京:华夏出版社(原著於2012出版)
  9. Chung, K. (2004). Challenges and recent developments in hearing aids: Part II. Feedback and occlusion effect reduction strategies, laser shell manufacturing processes, and other signal processing technologies. Trends in Amplification8(4), 125-164.
  10. 3D列印技術在醫療輔具的應用與挑戰
  11. How 3D Printed Hearing Aids Silently Took Over The World
  12. How Personalization Has Changed the Hearing Aid Industry for the Better
  13. 3D printing technology for improved hearing
  14. Morear
  15. 助聽器展現酷炫動漫風 3D列印多彩耳模讓聽損兒自由配
  16. 3D Medical Printing Can Help Correct Hearing Loss
  17. A Life Changing Procedure for Those with Conductive Hearing Loss
  18. University of Pretoria prof performs first 3D printed ear bone transplant
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