听觉阈限的高海拔效应

田张杨　邱忠芳

摘 要：采用最小变化法来测听力的绝对阈限，以“渐增”和“渐减”的序列进行，纯音频率变化的数量和分贝均相同，每次的起点均不相同，不同赫兹频率的纯音交替出现直到被试做出反应。实验选取15名高海拔居住地区海拔高于3000米的藏族被试和15名居住地区海拔低于1000米的汉族被试，藏、汉比例1：1，用Matlab2019进行测试。实验结果表明：藏族被试和汉族被试的听觉阈限存在差异。

关键词：高海拔;绝对阈限;听觉阈限

常年生活在高海拔气压低、氧分压低、多风、干燥、强日光辐射和强紫外线辐射的特殊环境下，会对人体产生很多不利的影响。常见的问题有生理状态不佳，记忆力、思维判断等不同程度的衰减，给人们的生活造成一定程度的不便。[1]在高海拔地区，海拔越高氧分压越低，暴露于高海拔低氧环境的时间过长会影响人类的大脑系统，暴露时间与损伤程度呈正相关。此研究目的就是为了探求长期高海拔低氧环境暴露对人类感觉功能的影响，为促进和防御人类高海拔环境常住居民的认知健康以及相关政策制定提供依据。

在理论上，通过本项目的研究将更加明确长期海拔暴露导致感觉阈限改变的状况，为高海拔对认知功能影响的相关理论提供有益补充。在應用上，为高海拔居民延缓认知功能衰退提供理论基础，为国家制定相应的援藏政策和退休政策提供决策依据，尤其对在高海拔极端环境下工作的军人等特殊人群提高作业能力提供理论支撑。

2001年蒋春华等以视听整合连续测试系统（IVA-CPT）作为脑功能的评价方法，用量化的神经心理指标科学地评价快速进入海拔5380m高原早期人体视听觉认知功能的变化，发现快速进入海拔5380m高原早期听觉注意力方面的认知功能显著降低;[2]1995年马勇等对不同海拔高度的149名健康青年进行了现场听力测验。国外研究者多数认为中等海拔对人的认知影响较小，而长期暴露在较高海拔的高原上，认知功能就有明显损害，如语言功能降低，认知运动任务完成较差，感知困难，记忆的获得、保持较差，且操作速度显著减慢。Schlaepfer认为，持续（>10h）暴露于高原或海拔过高（>5000m）必然影响认知功能。也有人发现，仅仅一次的高海拔（5000m以上）暴露对认知功能也产生较大的影响，如记忆力下降、反应时延长、注意力分散、动作协调性下降等，而且这种损害在回到海平面后仍会持续一段时间，但一些言语性任务和操作技巧却不受影响。[3]不同的人有不同的看法，如有研究报道慢性阻塞性肺病患者停止氧治疗后，部分认知功能会发生变化;另外有人在3450米海拔、急性轻度缺氧条件下测试了10名健康被试的认知功能，实验结果表示反应时不增反减。也有其他学者以动物为研究对象，将动物与人类进行比较来研究大脑的功能。Shukitt Hale B以Morris水迷宫为测量工具，选择不同海拔高度（0m、5500m、5950m和6400m），对344只大鼠的记忆功能进行研究。结果发现暴露于5950m和6400m高度的大鼠空间参照性记忆和工作记忆均受到明显的影响，老鼠地反应时出现了延长现象，记忆内容也发生了错乱，对事物的记忆需要更多的时间。作者认为，记忆损害可能与大脑的海马有关。缺氧会对人的短时记忆产生影响而对人的长时记忆几乎没有影响。这可能因为短时记忆与脑的某种特定活动有关。H.W.Rudmose1948年在35，000英尺和海平面的环境压力下，在减压室测量了听力阈值。结果表明，当外、中耳空气密度降至海平面的四分之一左右时，有15人的平均听觉偏移在声压水平的±2.5分贝以内。

国内外对高原环境人类感知觉变化的研究成果丰硕。国外大多数的实验是在低压氧舱中进行的，本实验以高原现场为实验基地，受试者在刚入高原或进行了一段适应习服。

1 研究方法

1.1 被试

实验被试分为两组：实验组为居住地海拔高于3000米的15名西藏大学在校学生，对照组为四川几所大学随机抽取居住地海拔低于1000米的15名在校大学生，他们在海拔低于1000米的地方出生并成长，并且无进入高海拔地区生活的经历。被试为年龄在18-25岁的在校大学生，无听力问题，无影响听力的不良嗜好，藏汉比例1：1，测试在所有被试自愿报名参加，测试结束后进行基本信息登记并给予相应的的实验费用。

1.2 实验程序

实验仪器：Matlab2019。实验方法：最小变化法。声音频率范围为125赫兹、250赫兹、500赫兹、1000赫兹、1500赫兹、2000赫兹、3000赫兹、4000赫兹、6000赫兹、8000赫兹。实验采用最小变化法，施测前需要制作相应的刺激呈现顺序表，不同赫兹的频率下有13组不同分贝的声音响度，声音的响度以0db为起点，60db为终点，5db为间隔。正式实验时，对所有被试者进行每个频率纯音8次的测试，顺序为↑↓↓↑↓↑↑↓或↓↑↑↓↑↓↓↑，每个被试都需要做10个频率且范围为125赫兹到8000赫兹，共计80次的实验。[4]当每一组实验完成后都会给被试足够的休息时间，实验流程如图1所示。实验开始时会出现友好的提示信息“请注意，接下来你将听到一个音量不断增加或是减少的声音。首先声音的频率会不断增大，当你可以听见时需要按F键”;然后纯音的音量会不断减少，当你听不见时需要按J键。练习实验：需要制作一个反馈界面，按Q键进行练习实验，以1000HZ为例，进行递减测试（从60db每次衰减5db，看被试能否在某一个点及时反应）练习实验结束后按空白键进入正式实验。正式实验：被试每个频率做完后休息两分钟（休息好以后按“继续实验”进入下一步），每个db的音频呈现时间为0.5s（如500HZ  50db这个音频），间隔0.5s.（每两个音频之间间隔0.5s。）

1.3 实验要求

听觉阈限的测定应在安静的环境下进行，噪音在20db以下，否则被试可能会因受噪音的影响产生听觉阈限的漂移（阈限值提高，感受性降低），影响实验结果。

1.4 實验结果分析

听觉阈限是指使人能够产生听觉感受的最小的声音刺激量，听觉绝对阈限指刚刚能引起听觉所需的最小刺激强度，这一最小强度因人而异，为衡量一个人的听力敏锐度的标准，所需强度越大，说明其听力敏锐度越差，所需强度越小，则其敏锐度越好。要经过多次测试才能确认某一刺激强度是否为阈限值。Matlab的数据进行整合之后导入spss20.0进行分析，分析结果为藏汉之间的差异显著，汉族被试能比较清晰的听到不同赫兹不同分贝的纯音音频，藏族被试在不同赫兹的0db纯音中表现出了差异，15人中有5人报告不能听见，听不见的概率为33.3%，汉族则能完全听见。总体来说，高海拔与低海拔被试之间的差异为2分贝。

2 讨论

高海拔地区强日光辐射和强紫外线辐射、气压低、氧分压低、多风、干燥等特殊环境下，对长期居住在该环境下的人们造成生理机能的不利影响。[5-7]本研究着手于高海拔（海拔高于3000米）与低海拔（海拔低于1000米）地区居住的被试，运用Matlab2019和spss20.0进行数据收集与分析，但由于基础设施的限制，一些实验条件控制得不是很严格，实验过程中可能出现系统误差;听觉阈限的测定需要一个相对安静的环境，由于高海拔和低海拔选取的实验地点不一样可能会有偏差;被试的选择上，藏汉被试各15名，样本较小，缺乏典型代表性。后续研究将扩大样本，选取更加合适的实验地点，克服上述问题以取得更满意的实验结果。

参考文献：

[1] 杨国愉，冯正直，汪涛.高原缺氧对心理功能的影响及防护[J].中国行为医学科学，2003（04）：116-118.

[2] 蒋春华，刘福玉，崔建华，廖卫公，马勇，马广全，王宏运，高钰琪.快速进入海拔5380m高原早期人体视听觉认知功能的变化[J].解放军预防医学杂志，2011，29（01）：26-29.

[3] 韩国玲.高原低氧对人体认知功能影响的研究[J].高原医学杂志，2009，19（04）：62-64.

[4] 郭秀艳，杨治良.实验心理学[M].北京：人民教育出版社，2004：374- 381.

[5] Virués-Ortega J，Buela-Casal G，Garrido E，Alcázar B.  Neuropsychological functioning associated with high-altitude exposure. Neuropsychol Rev 2004; 14（4）：197-224.

[6] Virués-Ortega J，Garrido E，Javierre C，Kloezeman KC.  Human behaviour and development under high-altitude conditions. Dev Sci 2006; 9（4）：400-410.

[7] Yan X. Cognitive impairments at high altitudes and adaptation. High Alt Med Biol 2014; 15（2）：141-145.