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耳鳴的科學

陳豐偉
・2012/10/02 ・2588字 ・閱讀時間約 5 分鐘
credit: CC by Travis Isaacs@flickr

每10個人就有1人深受耳鳴之苦,有0.5~1%的人罹患嚴重耳鳴。在診間常見到病人抱怨持續「耳鳴」,曾在許多地方看診,有時測出聽力受損,有時找不出問題,有時被告知這是自然老化造成的,耳鳴的藥物自然吃過不少。說也奇怪,一旦睡眠改善、心情變好,許多人就覺得耳鳴變小聲了。

我一時興起,到電子書城挑了一本國外耳鳴專門醫師寫的專業書,另外搜尋一些文獻,對耳鳴有些初步了解:

◎耳鳴不只是耳朵的問題

耳鳴的定義是:「感覺上是從耳朵聽到的聲音,而這聲音的來源很清楚是來自於頭部而不是外在世界,病人的意志力無法操控聲音的出現或消失」。

對絕大多數病人來說,如果覺得聲音傳自大腦,就會去看腦神經科,如果聲音來自耳朵,就會去找耳鼻喉科,這是很直覺的反應。但其實,這都是一種知覺(perception),最終接受、詮釋、產生聽覺的是大腦的顳葉(temporal lobe)。神經生理學上對「耳鳴」的定義是,實際上並沒有音源刺激,你的聽覺皮質卻變得活躍起來。從最前頭負責接收聲波的毛細胞(hair cell)到最末端的大腦皮質,任何一個地方出問題,都可能會出現「耳鳴」。

因為耳鳴的成因複雜、神經傳導過程的問題很難確認,就算猜到原因也未必能治療,所以負責任的醫師會跟病人解釋:耳鳴很難確認原因,也很難根治,但耳鳴帶來的不愉快經驗,絕對可以改善。「耳鳴是一種過度活躍的知覺」,在擁擠的診間很難跟每個病人說清楚,但透過文字解說,應可讓更多人對耳鳴有些基本的了解。

◎耳鳴通常是大腦皮質的過度活化

外在的「聲音」要讓人感受到,首先要從外部的聽覺接受器,如耳蝸(cochlea)的外耳毛細胞(outer hair cell)、內耳毛細胞(inner hair cell),把聲波「編碼」(coding)成神經傳導的電流,經過腦幹的神經核,往上傳遞至聽覺皮質,轉化成我們能理解的聲音,以及形成記憶。在這過程中,自律神經系統(autonomic nervous system)以及主導情緒與記憶的杏仁核(amygdala)也會參與調控。

90%的耳鳴病人有聽力缺損,所以耳鼻喉科醫師會幫耳鳴病人做聽力檢查。聽力缺損的原因可能是長期、過度的噪音(這會傷害耳毛細胞),有耳毒性(ototoxicity)的藥物,或自然的老化等等。聽力的缺損,會引起整個傳導系統與聽覺皮質代償性的過度活化(overcompensate)。這過度活化的知覺,會讓你常聽到一些原本不會感受到的聒噪聲音。

聽力缺損引發耳鳴的另一種機制是:過度的噪音、或有耳毒性的藥物,會造成內耳毛細胞過度分泌興奮性的神經傳導物質「榖胺酸」(glutamate),損毀內耳毛細胞與大腦細胞間的神經連結。新的連結會再長出來,但新的連結跟原有的不太一樣,會因為「榖胺酸」分泌變得過度活躍。

另一個偶爾會見到的病因,是例如「許旺細胞瘤」(Schwannoma)之類帶來的傷害。「許旺細胞」是環繞在神經元四周的神經膠質,讓導電的神經元維持在絕緣狀態,不會互相干擾。一旦神經膠質受損,交錯的神經元會變得互相影響,有時就會造成耳鳴(但動手術常會讓耳鳴更嚴重)。還有些耳蝸與內耳的組織細胞原本就有「自己發出聲音」的能力(實際上是透過電流的刺激),一旦內耳受損或老化,耳鳴就變得明顯。

有些人的耳鳴原本不嚴重,可以忽略。但當人邁向老化,大腦聽覺皮質自動過濾雜訊的功能退化,會讓耳鳴變得更明顯。有些病人會因為跟耳鳴同時出現的聽覺皮質過度敏感,對某些聲音感覺非常不舒服,逐漸畏懼人多、嘈雜的場所,導致社交畏縮。

◎失眠、憂鬱、疲勞會引發或惡化耳鳴症狀

一般病人難以相信的是,雖然周邊的聽覺神經系統任何一部位的問題,都可引起耳鳴,但聽覺皮質的過度敏感,才是最主要的原因。最貼切的證據是,就算把聽神經切掉,也有一半以上的病人,耳鳴完全沒有改善。當左耳有耳鳴時,遮住左耳,可能會讓耳鳴在右耳出現,驗證聽覺皮質的代償與過度活躍。

有趣的是,其他神經生理系統上的刺激,例如觸摸雙手、下巴開閤、按壓額頭,改變雙眼凝視的焦點,常會改變耳鳴。這也說明,耳鳴不只是中耳、內耳的問題,還牽涉到更上層的神經節點與大腦皮質。

常被忽略的是:耳鳴跟情緒、以及自律神經系統的關連。耳鳴往往會帶來惡性循環(vicious cycle)—-聒噪擾人的耳鳴,常會讓人心情不好、心神不寧、擔心自己發生什麼重大的身體問題,同時干擾睡眠,導致失眠。而失眠、心情不好、自律神經系統不穩定、過度疲勞,又會讓聽覺皮質的過度敏感惡化。

所以改善耳鳴的第一步,反而是好好睡一陣子,以及想辦法改善心情,中斷惡性循環。有時可能是病人的壓力過大、嚴重失眠、憂鬱狀態才讓耳鳴惡化,而憂鬱傾向的病人更容易出現災難性思考(catastrophic thinking),因為耳鳴而增強負面想法。這時,都得考慮轉介精神科醫師評估。有時,耳鳴只是這惡性循環的中間站,而不是起點。

◎轉移注意力、運動、瑜伽、太極都有療效

事實上,常用來治療耳鳴的藥物「銀杏」(Ginkgo Biloba),已經在兩個大型研究裡證實沒有明顯療效。而另一個常用藥物「循腦錠」(Cinnarizine),在臨床研究裡,療效跟服用鎮靜劑沒有很大差別。有些醫師會建議服用如B群的健康食品,對耳鳴沒有直接療效,但或許可以強化腦神經系統。這也說明,其實沒什麼「專治耳鳴」的神藥,而是要多方面從藥物、心情、生活習慣來得到最大的改善。

書上強調,治療耳鳴的第一步驟,不是藥物,而是「認知心理治療」(cognitive therapy),醫師要很有耐心、但也保持專業權威地讓病人認知並相信,耳鳴是很難治癒、但絕對可以改善的問題。病人有可能要學習跟耳鳴症狀共存,學習減輕耳鳴對自己的影響。包括瑜伽、太極、靜坐、腹式呼吸、芳香療法、按摩、催眠、生理回饋(biofeedback),都有可能改善耳鳴。

如果服用藥物一段時間後,耳鳴沒有明顯改善,這時,就要多嘗試自我放鬆、以及「轉移注意力」,來降低大腦聽覺皮質的過度敏感,讓大腦皮質把能量放在其他有意義的事情、或令人愉悅的聲音。培養長期的興趣、嗜好,讓生活過得充實,在一人安靜獨處時播放音樂,對身心症狀以及耳鳴都有幫助。

若嚐試過許多方法都沒有改善,「助聽器」是常見選項。助聽器可放大外界的聲音,達到遮蔽耳鳴的效果。有些助聽器會定時發出一些聲響,加強「遮蔽」的效果。如果能查出受損的耳毛細胞對某個頻率的聲波有接收障礙,就可以配戴會固定發出此頻率音源的助聽器,降低聽覺皮質對這些聲波的代償性過度活躍。

耳鳴不是病,但出現耳鳴時,包括聽力障礙、老化、噪音、睡眠、生活型態、營養、心理狀態、對疾病認知等許多層面,都必須一起考慮進來。65歲以上長者出現耳鳴的機率接近三成,所以每個人還是得為自己以後可能得到耳鳴有些心理準備吧。

主要資料來源:Tinnitus Treatment, Clinical Protocols. edited by Richard S. Tyler, Ph.D.

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陳豐偉
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精神科醫師,任職高雄快樂心靈診所,曾於聯合報元氣週報、康健雜誌、PCHome、Cheers、數位時代等媒體撰寫專欄。

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爸媽的話左耳進右耳出?其實都是噪音惹的禍!——如何找出最佳「訊噪比」?

雅文兒童聽語文教基金會_96
・2021/09/24 ・2843字 ・閱讀時間約 5 分鐘

作者 / 林堂智|雅文基金會聽語科學研究中心 研究助理

從生理結構來看,我們可以利用眼瞼作為視覺訊息接收的開關,閉上眼睛就能眼不見為淨。對於聽覺而言,這樣的按鈕也貌似存在,畢竟當一個人發呆、做白日夢時,即使別人喊破喉嚨,他沒有反應就是沒有反應,這不就是關閉聽覺的表現嗎?這種「你有說,但我沒聽到」的現象,究竟是怎麼發生的?讓我們繼續看下去!

常常把我的話當耳邊風!真是夠了!圖/pixabay

耳朵是無辜的!訊息的選擇大腦說了算

耳朵的主要工作僅止於訊息傳遞,而後續的訊息處理工作其實是由大腦完成的,也就是說,當這個全年無休的聲音接收器孜孜不倦地傳遞訊息,最終在眾多雜訊中,該聚焦處理哪些訊息是由大腦決定。在雜訊中聚焦處理訊息的能力稱作「聽覺注意力」。然而,聽覺注意力卻也容易受到認知負荷量噪音的影響。

在處理訊息的過程中,大腦需要提供燃料(認知資源)給聽覺注意力進行運作,然而資源有限[1],若是接收過多或太複雜的訊息,大腦便有可能因為運轉「過熱」而呈現放空或呆滯的狀態。就好比每台電腦都會有特定進行資料運算的空間,一旦超過負荷就會運轉緩慢或甚至當機。同理,當我們處在一個訊息繁雜的環境下,我們的聽覺注意力便有可能會無所適從,讓訊息接收和判斷更困難。

聽你想聽的,是人之常情

還好就如《人海中注意你的聲音、喧鬧中聽見我的名字:認識雞尾酒會效應[2]一文中,筆者透過雞尾酒會效應[3](Cherry,1953)討論聽覺注意力的展現與運轉機制。當訊息繁雜時,我們的注意力能選擇目標訊號來優先處理,並抑制非目標訊息的干擾。不過,若非目標訊息達到可被察覺的門檻(Threshold)時,我們仍會因此分心而被影響。

好比說,下課時正起勁地和同學聊最新的手遊,即使走廊吵雜,一聽到暗戀女孩的笑聲,耳朵還是會立刻豎起,心裡小鹿亂撞地慌張轉頭尋找她的蹤影。不過,當非目標訊息(aka噪音)太大聲時,還是會讓你「充耳,卻沒辦法聞」,想聽也聽不到。

充耳,卻沒辦法聞 ,想聽也聽不到。圖/Pexels

還是充耳不聞?也許就是噪音惹的禍!

噪音是一種人們不想(需)要(unwanted/undesired)的聲音,它不但會干擾思考、工作與日常,也會為身心理健康帶來負面影響。[4]日常生活中,噪音無處不在,不論是捷運站、學校教室、甚至是家中客廳的噪音皆可能影響語音察覺能力。過去研究顯示,70 dBA 以上的環境噪音(相當於使用吸塵器的音量)對於聽覺注意力有顯著的負面影響。[5] Zhang 等人的研究指出,在學校的環境噪音下(如:操場遊戲聲、電風扇運轉聲、窗外車流聲等),孩子於視覺追蹤作業的反應速度、任務準確性與注意力表現皆較差。[6]尤其在達 75dB SPL 的高強度噪音下,孩子需要耗費更多的認知資源才能維持注意力來接收與處理訊息。Fernandes 等人也發現高強度噪音會讓孩子的閱讀與理解作業表現較差。[7]

找出最好「訊噪比」,讓我們和噪音共處

然而,環境噪音的問題並非無法解決,現今許多科技產品,像是很多老師會佩帶的小蜜蜂麥克風,就能在教學現場克服環境噪音。這類科技產品可以讓目標訊息(老師說話的內容)更大聲,用來蓋過環境噪音,讓學童聽得更清楚。

訊息和噪音音量的比值又稱為訊噪比(Signal-to-Noise Ratio),可用於反映訊號清晰度。訊噪比值越高越有利於聆聽;當訊噪比越低或為負數時,則代表噪音比訊號的音量來得大,不利聆聽,就算想聽也是聽不清楚的。若要有效傳遞聲音訊息,較為理想的狀態是提高目標音量或是降低噪音音量,讓訊噪比維持在利於聆聽的值。

訊噪比值的高低,決定訊號內容的清晰度,也許試著將聲音訊號再放大聲一點或降低噪音的音量,打造利於聆聽的環境。圖/雅文基金會

別一竿子打翻一船人!你懂低訊噪的好嗎? 

雖然訊噪比和聆聽品質有關,但噪音真的只能夠扮演反派角色嗎?其實訊噪比的機制主要圍繞著「遮蔽」(Masking)的概念。當我們感知到噪音多於目標訊息時,則表示噪音已遮蔽目標訊號,可能因此發生訊息缺漏或難以察覺目標訊號的情況。

噪音遮蔽可分為能量遮蔽(energetic masking)與訊息遮蔽(informational masking)。[7] 能量遮蔽指噪音在時間和頻率上與目標音重疊,主要發生在聽覺外周(auditory periphery),例如隔壁鄰居的狗吠聲被豪大雨聲蓋過去了。訊息遮蔽則是噪音與目標音訊息由於其在認知層次上的相似性而在處理的過程中所造成的遮蔽。好比台語使用者聽到「脫口罩」時,因週遭環境語音的干擾,而聽成「脫褲走」的訊息判斷錯誤。[8,9] 

我們也能善用噪音遮蔽的特性改善生活品質。比如說,在日本或誠品書店洗手間常見的「音姬(OTOHIME)」機台會在有人如廁時,自動發出涓涓流水聲,用來遮蔽解放的尷尬聲響。聽覺系統作為全年無休的勞工,即使我們在睡覺,他仍在運作;因此只要有突然的聲音(狗叫聲、汽車引擎聲、打鼾聲等),皆可讓大腦警覺而使你驚醒。此時,頻率平穩一致的白噪音(吹風機、電風扇)和粉紅噪音(下雨聲、營火聲)就十分好用,可以遮蔽影響睡眠的外界聲音變化,達到噪音消除的作用,讓你一夜好眠。

噪音用得恰,如廁不尷尬。圖/tohoint.co.jp

不論處在哪種生活情境,噪音無處不在,且難以殲滅,不過我們可以使用一些策略來改善生活品質。例如:尋找適當的位置(背對噪音源或移駕到安靜角落)讓聆聽更輕鬆,或使用科技產品來降低噪音或提升目標音量,以凸顯目標訊息內容。最後,善用遮蔽效應即可抵銷噪音,提升學習、工作,甚至是休息時的效率與品質[10]

參考資料

  1. Kahneman D. (1973). Attention and Effort. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
  2. 雅文兒童聽語文教基金會(2021)。人海中注意你的聲音、喧鬧中聽見我的名字:認識雞尾酒會效應。泛科學
  3. Cherry, E. C. (1953). Some experiments on the recognition of speech, with one and with two ears. The Journal of the Acoustical Society of America25(5), 975–979.
  4. Fink, D. (2019, December). A new definition of noise: noise is unwanted and/or harmful sound. Noise is the new ‘secondhand smoke’. In Proceedings of Meetings on Acoustics 178ASA (Vol. 39, No. 1, p. 050002). Acoustical Society of America.
  5. Schlittmeier, S. J., Feil, A., Liebl, A., & Hellbrück, J. (2015). The impact of road traffic noise on cognitive performance in attention-based tasks depends on noise level even within moderate-level ranges. Noise & Health, 17(76), 148-157.
  6. Zhang, Z., Zhang, Y., & Kang, J. (2018). An Experimental Study on the Influence of Environmental Noise on Students’ Attention. In The 11th EuroNoise Conference, Crete.
  7. Fernandes, R. A., Vidor, D. C. G. M., & Oliveira, A. A. D. (2019). The effect of noise on attention and performance in reading and writing tasks. In CoDAS 31(4). Sociedade Brasileira de Fonoaudiologia.
  8. Yang, Z.-G., Song, Y.-W., Zhang T.-T., Li, L. (2014). The subcomponents of informational masking: Evidence from behavioral and neural imaging studies. Advances in Psychological Science, 22(3), 400-408.
  9. 徐灿、杨小虎、汪玉霞、张辉、丁红卫、刘畅(2018)。 语音型噪音对二语者汉语元音声调感知的影响。心理與行為研究16(1):22-30。
  10. Lu, S. Y., Huang, Y. H., & Lin, K. Y. (2020). Spectral content (colour) of noise exposure affects work efficiency. Noise & Health22(104), 19-27.

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雅文兒童聽語文教基金會_96
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