Lydoppfattelse og betydningen av kontekst


Lydoppfattelse og betydningen av kontekst

En studie publisert denne uken i Natur Neurovitenskap Tar en ny titt på hvordan kontekst påvirker måten vi reagerer på lydstimulerer. Resultatene viser at den underliggende nevrovitenskapen er både kompleks og overraskende.

Identiske lyder kan oppfattes helt annerledes, avhengig av kontekst.

Under en fotballkamp, ​​hvis vi hører noen som roper på toppen av lungene, kan vi ikke være spesielt forstyrret.

Men hvis vi hørte akkurat det samme shouting mens du leser i et bibliotek, vil vår reaksjon sannsynligvis være betydelig mer intens.

Forskere har lenge kjent at vi reagerer på auditiv stimuli på en kontekstspesifikk måte.

Vår reaksjon på lyden av et bilhorn, for eksempel, gir et annet svar hvis vi hører det når vi krysser en travel gate, sammenlignet med å høre det fra vår sofa i hjemmet.

Selv om vi forstår hvorfor sammenhengen er viktig, har nevrale mekanismer bak seg det vist seg vanskeligere å plukke fra hverandre.

Forskere fra NYU Langone Medical Center er Skirball Institute of Biomolecular Medicine i New York designet en undersøkelse for å undersøke de neurologiske endringene vedrørende konteksspesifikke lydoppfattelser.

Seniorforsker Robert Froemke, postdoktor Kishore Kuchibhotla, og deres team satte ut på å kartlegge hvordan de samme sensoriske inngangene kunne oppfattes og kodet annerledes i hjernen.

Forstå lyden i kontekst

Selv om prosjektet har vært i gang i rundt 5 år, kom de siste funnene fortsatt som en overraskelse for laget.

Froemke har vært interessert i plastisiteten i hjernen og dens evne til å tilordne mening til lyder i mange år. Medical-Diag.com Nylig benyttet anledningen til å spørre hvorfor dette studiet var så interessant for ham. Han sa:

"Jeg tror at en av de mest fantastiske tingene om hjernen er at den endres, og den kan lære alt gjennom livet. Dette gjør oss alle individuelle og forskjellige fra hverandre, slik at vi kan lære av våre feil og forsøke å bli bedre i morgen enn Vi var i dag."

Han fortsatte: "Ord og musikk, navnene på våre romantiske partnere, disse kan være ganske enkle lyder som har så kraftig betydning for oss, og på virkelig interessante individuelle måter som driver sterke følelsesmessige reaksjoner og dypt påvirker vår oppførsel. Gråtende baby, for eksempel, vekker en helt annen reaksjon hvis det er babyen din mot om det er tre rader bak deg på et fly."

Måten som det menneskelige sinn kan forandre sitt svar på bestemte stimuli, er intet mindre enn fantastisk. Som Froemke sier, "Jeg kunne ikke studere det."

Henget mot dette bakteppet av dyp fascinasjon, satte Froemke og Kuchibhotla seg for å forstå disse interaksjonene ved å måle nervekretsaktivitet hos mus.

Kampen mellom inhibering og eksitasjon

I hjernen, i grove sammenhenger, kan nerveceller deles opp i spenning og hemmende. Excitatory nerver produserer kjemikalier som oppfordrer neste nervecelle til å formidle og følgelig forsterker meldingen. Omvendt hindrer hemmende nerveceller meldingen fra å bli videreoverført.

Balansen mellom disse to delmiljøene er viktig for å sikre at informasjon mottas og forstås, og blir heller ikke ignorert unødvendig eller forsterket uforholdsmessig.

Inhibering og eksitasjon må være finbalansert.

For å behandle innkommende sensoriske opplysninger, for eksempel lyder, justeres signalnivåene gjennom samspillet mellom disse to celletyper.

Det antas at hjernen fester mer eller mindre betydning for et bestemt signal ved å ringe opp eller ned de excitatoriske eller hemmende nervesignaler.

I forsøkene ble musene delt inn i grupper; Noen var utdannet til å forvente en belønning da de hørte et bestemt notat, mens andre ikke var trent til å forvente noe på lyden av samme notat.

Froemke og hans team undersøkte hvordan sett av nevroner reagerte på lyder som de heller gjorde eller ikke hadde forventet å signalisere en belønning.

De fant til sin overraskelse at de fleste av de excitatoriske nervecellene i den hørbare cortex sparket mindre da musene forventet en belønning og mottok en.

Omvendt økte et andre sett med eksitatoriske neuroner i samme situasjon sin aktivitet når de forventet en belønning.

Froemke innrømmer at resultatene var "veldig overraskende". Han forklarte nylig funnene til Medical-Diag.com :

"Vi [forestillet] samme populasjon av kortikale nevroner i løpet av dager da vi trente dyr. Men i stedet for en generell økning eller reduksjon i nevrologisk aktivitet (som vi forventet), endret noen neuroner radikalt hvordan de reagerte på lyder. Vi spilte lyden EN (Som en nøkkel på et piano) eller lyd B , Og noen nevroner reagerer på den ene eller den andre lyden, eller verken lyd, akkurat som vi forventet."

"Vi har også forventet at hvis vi belønnet lyd EN , Reagerer cellene opprinnelig på EN Ville svare enda mer, "fortsatte Froemke." Men i stedet noen hjerneceller som opprinnelig reagerte på B Eller reagerte ikke på noen lyd ble svært responsiv øyeblikket oppgaven startet, og gjenopptok deres opprinnelige mangel på respons når oppgaven var over. [...] Enda overraskende, svarer de fleste cellene som opprinnelig reagerer på EN Sluttet å svare."

Forklarer inhiberingen

Ved videre undersøkelse fant teamet at disse uventede endringene ble kontrollert ved aktivering av populasjoner av inhibitoriske nevroner; Spesielt parvalbumin, somatostatin og vasointestinale peptidneuroner. Alle disse subtypene samarbeidet for å bytte det kortikale nettverket fra den "passive" tilstanden til den adferdsmessige "aktive" tilstanden.

En hjerneområde som er viktig for å fokusere på oppmerksomheten - kjernen basalis - frigjør acetylkolin, som i den hørbare cortex påvirker de hemmende neuronene og endrer måten en lyd oppfattes på.

For å kutte ned acetylkolins rolle, hemmet forskerne sin utgivelse i de trente musens hjerner. Når dette var gjort, reiste musene kun på belønningssignalet halv så ofte.

Froemke håper at disse funnene i fremtiden vil bli brukt til å forbedre læringen. Han fortalte Medical-Diag.com At "vi har vist hvordan atferdsmessig kontekst kan aktivere systemet som er viktig for oppmerksomhet, noe som også er kritisk for læring (du lærer vanligvis ikke om du ikke tar hensyn). Vi er veldig interessert i når dette systemet er forlovet, Og når det ikke blir forlovet, og hvordan vi kan forbedre opplæringsprosedyrene for bedre å kontrollere acetylkolinutslipp for å fremme og forbedre læring (til slutt i mennesker)."

Teamet planlegger å fortsette sin forskning i denne forbindelse og undersøke rollene til andre viktige nevroaktive kjemikalier. Froemke er spesielt interessert i "noradrenalin (hjernens versjon av adrenalin [norepinefrin], for å øke oppblåsthet og raskt ta hensyn til overraskende eller potensielt farlige ting) og oksytocin (et hormon som er viktig for sosiale interaksjoner og maternær omsorg), som hjelper oss med å legge merke til andre Ting i miljøet og i våre sosiale liv."

Les hvordan forskere har brukt øretimplantater til å regrow auditory nerver.

Fusion Power Explained – Future or Failure (Video Medisinsk Og Faglig 2019).

§ Problemer På Medisin: Medisinsk praksis