摘要：由瑞士日内瓦大学（UNIGE）和巴黎巴斯德研究所联合发表在《Scientific Reports》的一项新研究揭示，即便在熟睡状态下，人类大脑仍会对特定声音特征保持“警觉”。研究指出，惊恐尖叫等具有高“粗糙度”的声音能够在睡眠中持续获得“特权通道”，激活大脑的

由瑞士日内瓦大学（UNIGE）和巴黎巴斯德研究所联合发表在《Scientific Reports》的一项新研究揭示，即便在熟睡状态下，人类大脑仍会对特定声音特征保持“警觉”。研究指出，惊恐尖叫等具有高“粗糙度”的声音能够在睡眠中持续获得“特权通道”，激活大脑的特定频段响应，从而突破我们对睡眠中感官“关闭”的传统认知。这项研究不仅提供了睡眠状态下听觉加工的新证据，也为脑机接口系统中如何设计更高效的外部声音输入策略提供了神经机制支持。

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当“粗糙”成为大脑的预警信号

RESEARCH INTRODUCTION

人类与其他哺乳动物长期在进化中形成了一种声音敏感机制，尤其对“非自然”的、带有威胁性的声音更为警觉。例如，撕裂声、尖叫声、警报声和婴儿哭声等，均具备一种称为“声学粗糙度（roughness）”的特征：快速、杂乱的幅度调制，这种特性在频谱上显得异常刺耳。

这类声音因其强烈的不确定性，被大脑视为潜在威胁的信号。然而，当我们进入睡眠状态，大脑感官接收能力显著下降，是否还会保留对“粗糙声”的高敏感性？这一研究正是围绕这个关键问题展开，揭示出一种特定声学属性如何在无意识状态下优先穿透大脑处理系统。

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在沉睡中“偷听”大脑的反应

RESEARCH METHOD

实验团队招募了17名健康成人志愿者，对他们进行整晚的脑电图（EEG）记录。睡眠过程中，研究人员用极低音量播放两类人声：一类是“中性”说话声，另一类是经过声学处理、加入强粗糙度特征的尖叫声。关键是这些声音的音量设置极低，确保不会唤醒参与者，但仍有可能触发神经响应。

研究主要分析了大脑在1–15 Hz范围内的响应活动，包括δ波（1–4 Hz）、θ波（4–8 Hz）和σ波（12–15 Hz，常用于评估“纺锤波”）。此外，研究也监测了事件相关电位（ERP）和相位锁定一致性（ITPC），这些信号被视为大脑是否“觉察”外部刺激的重要指标。

结果显示，无论清醒还是在NREM浅睡状态中，尖叫声都能显著增强θ频段的相位一致性（ITPC），表明大脑对粗糙声有更同步、更可靠的响应。这种强时序锁定代表着大脑对声音产生了一种“定向反应”——即便睡着了，也在“听”。

同时，在σ频段，也就是反映睡眠纺锤波活动的脑电范围，粗糙尖叫引起了比中性声音更强的振幅反应。考虑到纺锤波与外部干扰信息的“筛选机制”密切相关，这意味着大脑将粗糙尖叫主动识别为重要信号，并试图处理之，而非简单地屏蔽。

更有意思的是，随着声音粗糙度的增加，大脑活动的幅度也呈线性增强，进一步证明了“越粗糙，越危险”是神经层面的硬编码。

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从睡眠防御机制的启示

RESEARCH SIGNIFICANCE

这项研究揭示了人脑在睡眠状态下仍保有一套高度特异的“听觉预警系统”，为我们理解大脑的觉察边界提供了新视角。“在日常环境中，声音粗糙并不常见。无论是人类还是动物，它通常只用于紧急、高风险的交流，”阿纳尔解释道。“然而，过度接触这些声音频率会因人而异，引发截然不同的情绪反应——有时是非理性的，甚至是攻击性的。”

更广泛地说，这项工作有助于更好地理解与声音相关的情绪通路，这些通路与听觉过敏和耳鸣等精神和神经疾病以及癫痫和阿尔茨海默病有关，这些疾病的听觉处理可能会受到干扰。

“我们生活在越来越嘈杂的环境中，尤其是在城市中，了解声音如何在睡眠期间影响我们的大脑，进而影响我们的身心健康，至关重要，”施瓦茨总结道。

新闻来源：Medical Press

论文参考：DOI: 10.1038/s41598-025-01560-8

来源：启真脑机智能基地