在嘈杂的鸡尾酒会上，我们常常能专注于一个人的谈话而忽略周围的噪音——这一现象被称作“鸡尾酒会效应”。然而，大脑在专注一个声音时，是否真的完全关闭了对其他声音的感知？一项最新神经科学研究给出了颠覆性的答案：大脑能够同时编码两个语音流，且这一过程可在脑电图上清晰呈现。
近日，国际知名学术期刊《自然·通讯》发表了一项由多国研究团队合作完成的脑电图（EEG）实验成果。研究显示，当受试者同时听到两个不同的语音信号时，其大脑并非简单地“屏蔽”其中一个，而是对两者均进行神经层面的并行编码，只是编码的深度和方式存在差异。这一发现挑战了长期以来关于选择性听觉注意的传统理论。
传统认知遭遇挑战：注意力并非“单通道”
长久以来，神经科学界普遍认为，人类听觉系统在处理多个声音时，主要依靠“选择性注意”机制：大脑会优先处理一个目标声音，而将其他声音视为背景噪音，几乎不做详细分析。然而，这种模型难以解释为何人们有时能突然听到背景中自己的名字，或被其他重要信息打断——这表明背景语音信息可能仍在被无意识加工。
为深入探究这一问题，研究团队设计了精巧的实验：31名健康受试者佩戴高密度脑电图帽，同时戴上耳机。耳机中播放两个不同男性朗读的连续语音流，分别来自左右声道。受试者被要求专注于其中一个声音（如左侧），并按键检测该声音中出现的目标词汇，同时忽略另一个声音。实验过程中，脑电图记录了受试者大脑皮层对两类语音的实时反应。
脑电图揭示：两个语音被“并行追踪”
分析结果显示，受试者大脑对目标语音的神经响应呈现出典型的“跟随”模式——脑电波的频率与目标语音的节奏同步，这证明了大脑在主动追踪该声音。意外的发现是，对于被要求忽略的“背景语音”，大脑同样产生了神经同步信号，只是幅度较小、相位略有延迟。这意味着大脑并非彻底放弃背景语音，而是以一种“低优先级”的方式对其进行了编码。
研究负责人、美国哥伦比亚大学神经科学教授艾米丽·卡特在接受采访时表示：“脑电图数据清晰表明，大脑在同时处理两个语音流时，采用了某种‘分层编码’策略。它既没有完全无视背景信息，也没有让两者平等竞争注意力资源，而是动态分配神经资源，让目标语音占据主导地位，同时保留背景语音的‘影子追踪’。”
进一步的频谱分析发现，这种并行编码主要发生在听觉皮层和额下回区域，且与受试者的主观注意力负荷相关。当任务难度增加时，背景语音的神经同步性会减弱，但从未完全消失。
意义深远：从听力障碍到机器听觉
这一发现具有多重现实意义。首先，对于听力障碍患者（如佩戴人工耳蜗或助听器的人群），理解他们为何在嘈杂环境中尤为困难提供了新视角。传统助听设备往往试图放大目标声音、抑制噪音，但新研究表明，大脑可能需要两个语音流的相对信息来维持空间听觉感知。过度抑制背景声音，反而可能破坏大脑的并行编码机制。
其次，对于人工智能语音识别系统而言，当前最先进的模型仍需依赖“语音分离”技术，先将混合音频拆解为单条语音再逐一分析。而人脑能够同时编码两条语音流，或许能启发新型的“并行处理”算法，提升机器在嘈杂环境下的语音理解能力。
此外，该研究也为注意力训练、神经反馈治疗等提供了潜在靶点。例如，注意力缺陷多动症（ADHD）患者可能难以有效维持对目标语音的优先编码，未来的干预方案可尝试通过脑电生物反馈，增强这种并行编码中的注意力调控能力。
未来方向：解开动态调控之谜
研究团队表示，下一步将探索大脑如何动态切换对两个语音流的编码优先级——例如，当背景语音中出现紧急信息（如报警声或自己的名字）时，大脑如何快速重新分配资源。同时，他们计划利用功能性磁共振成像（fMRI）定位更精确的神经回路。
正如卡特教授所言：“我们的大脑远比想象中更为精密。它不是一个被动的信息接收器，而是一个主动的、并行处理的多任务引擎。理解这一机制，将帮助我们更好地利用大脑的天赋，无论对于治疗疾病还是发展人工智能，都具有不可估量的价值。”