男子长期在蝉鸣中入睡导致听力受损,是什么让蝉越来越吵

问AI · 高频蝉鸣为何恰好击中人类听力最脆弱频段?
最吵的蝉鸣相当于在身边开电锯🪚🪚🪚


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来源 Pixabay


撰文 菡萏


夏天,山林里的蝉鸣密得像一堵墙,18 岁的杨同学在其中露营了 4 个小时。


当晚,他发现自己有点不对劲:鸟鸣听不见了,手机提示音也变得模糊——那些细碎的高音,仿佛从世界里消失了。听力检查显示,他遭遇了噪声性高频听力损失。所幸就医及时,经药物治疗后听力基本恢复。


根据新华社的综合报道,杨同学的遭遇并非孤例。近日,一位居住在杭州市的男性,因小区绿化茂密长期在蝉鸣声中入睡,某日突然感到耳朵“发闷”,家人说话像从远处传来,被确诊为同类型的高频听损。而另一位从事绿化作业 12 年的 60 岁园林工人则没有杨同学的运气——他被确诊为噪声性感音神经性听力损失,已难以逆转。接诊医生称,每年夏季门诊都会遇到数例此类患者。


实际上,已经有大量数据和案例证明,被当作夏季背景音的蝉鸣,可能会对听力产生超出想象的破坏。


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来源:网友



电锯级噪声


美国职业安全卫生研究所(NIOSH)的测量数据显示,单只蝉的鸣声约为 70 分贝,群体合鸣可突破 85 分贝。2021 年北美“17 年蝉”大爆发期间,在蝉群密集的树旁约 1 米处,平均声音压力等级接近 100 分贝,距离每增加一倍,声级约下降 6 分贝。而吉尼斯世界纪录认定的最响昆虫——一种来自非洲的蝉 Brevisana brevis,在距离半米处的平均声音压力等级高达 106.7 分贝,强度接近电锯轰鸣。


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吉尼斯世界纪录认定的最响昆虫 Brevisana brevis 来源:Adrian John Armstrong & Martin H. Villet, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=89010974


但声级本身并不等于风险。判断噪声造成的听力风险必须综合声级、暴露时长、重复频率、与声源的距离及个体易感性。根据 NIOSH 发布的美国职业噪声限制建议,人耳每天在 85 分贝下的安全暴露时间不应超过 8 小时;声级每升高 3 分贝,安全时长就需要减半。不过,绝大多数噪声性听力损失源于长期重复暴露,单次超时暴露通常只造成暂时性改变。


当蝉鸣造成听力损伤时,我们的耳内到底发生了什么?要知道,耳蜗内负责将声波振动转化为神经信号的毛细胞数量有限且不可再生。短时高强度噪声可使毛细胞发生水肿等可逆改变,表现为耳闷、耳鸣、高频听力下降,通常可在数天内恢复。文章开头那名 18 岁的年轻患者很可能就是这种情况。但是,如果长期反复暴露在高分贝的蝉鸣噪声下,毛细胞会凋亡坏死,导致永久性听阈偏移。值得注意的是,《神经科学杂志》Journal of Neuroscience2009 年的一项动物实验显示,即使听阈完全恢复,毛细胞与听神经之间的突触连接也可能已永久丢失,造成“隐性听力损失”。


此外,蝉鸣的声波能量集中于 3000~8000 赫兹,而人耳道的共振特性恰好放大约 4000 赫兹附近的声音,感知该频段的毛细胞也最为脆弱。这解释了为何噪声性听力损失几乎总是从高频开始。


因此,日常路过树下听到蝉鸣并无听力风险,但连续数小时置身蝉群密集的林间,或如林业作业者般常年暴露,蝉鸣确实会成为一个需要防备的噪声危害源。



是什么让蝉越来越吵


鸣叫是雄蝉唯一的求偶信号。中国农业科学院植物保护研究所专家在接受媒体采访时表示,持续高温会使雄蝉鸣叫更频繁、更响亮——这或可解释今年蝉鸣为何格外喧闹。而雄蝉自身不会被震聋:电生理研究发现,它开始鸣叫时会主动折叠自己的听觉鼓膜,使听觉阈值提高约 20 分贝。


此外,在气候变化和厄尔尼诺的大背景下,越来越极端的夏季高温可能也会加剧蝉带来的噪声污染。雄蝉的发声器官是腹部两侧一对称为鼓膜器(tymbal)的弹性膜结构。雄蝉依靠腹部内壁肌肉的强力收缩,以极高的频率牵拉鼓膜,从而产生声源。而鼓膜肌属于温度敏感肌肉,温度越高,收缩越快、越有力。曾有研究发现,北美一种蝉的鸣声强度高度依赖体内温度,此外 2003 年发表于《生理昆虫学》Physiological Entomology的研究首次证实,法国三种蝉鸣声的声功率与气温正相关,且气温需达到 22~24 摄氏度它们才开始鸣叫。


但有关证据并不一致。2019 年一项对 23 个蝉类群 227 段录音的分析发现,音节率与主频均与温度无关;对中国蝉种的野外录音也显示,同一雄蝉在上午低温与午后高温下的鸣声特征并无差异。原因可能在于蝉会行为性调节体温——通过晒太阳,它的体温可比气温高出 10 摄氏度以上,未必会受气温影响。


相比“更响”,气候变化更确凿的影响是“更早、更久”。日本的长期观测显示,斑透翅蝉的初鸣日正逐年提前;美国康涅狄格大学的研究者预测,变暖将使周期蝉羽化提前,偶发的“提前出土”也会愈发常见。换言之,未来的夏天,蝉鸣未必更响,但几乎必然更长。


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对人而言,防护原则同样明确:上午 10 时至下午 4 时蝉鸣最强,应避免在密林中长时间停留;需久留林间者可佩戴隔音耳塞;出现耳闷、耳鸣、听不清高音时应立即离开噪声环境,症状持续者尽快接受听力检测。噪声性听损的干预窗口很短,一旦毛细胞坏死,便再无恢复可能。

主要参考资料
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  3. https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/70619-loudest-insect

  4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9318802/

  5. https://bio.acousti.ca/id/node/17212

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  7. https://journals.biologists.com/jeb/article/187/1/45/6644/Auditory-threshold-change-in-singing-cicadas

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  9. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10059082/

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  14. https://cicadas.uconn.edu/climate-change-and-periodical-cicadas/