Вы идете по пустынной улице и вдруг слышите шаги. Вы думаете, что кто-то может следить за вами. Потому что, хотя на улице и тихо, твои собственные шаги никогда не будут слышны тебе - только чужие. Так почему же мы не слышим шумов, которые издаем сами?
Ученым давно известно, что мы способны отключаться от собственных шумов, но ранее они были в неведении относительно того, как именно мозг совершает этот подвиг. Результаты нового исследования, опубликованные в журнале Nature, направлены на то, чтобы расширить наше понимание этого явления, сосредоточив внимание на следах.
«Мы хотели понять, как отдельные клетки нашего мозга - наши нейроны - работают вместе, чтобы это произошло», - ведущий исследователь доктор. Дэвид Шнайдер, доцент Центра нейронных наук Нью-Йоркского университета (NYU), объясняет в электронном письме. «Для этого мы изучили мозг мышей. И построили систему дополненной реальности, чтобы, когда мыши бегали, мы могли экспериментально контролировать звуки, которые они слышали. неожиданно переключить звук."
Исследование проводилось в Медицинской школе Университета Дьюка. Вскоре ученые обнаружили, что, когда мыши ожидали, что их походка будет звучать определенным образом, нейроны слуховой коры (одного из основных слуховых центров мозга) переставали реагировать на шум.
«Это было похоже на то, что они были в специальных наушниках, которые могли фильтровать звук их собственных движений», - объясняет Шнайдер. «Напротив, когда мы воспроизводили неожиданный звук, нейроны в их слуховой коре реагировали сильно».
Ученые вскоре поняли, что по мере того, как мыши привыкали к звукам собственной ходьбы, между слуховой корой и моторной корой, которая является частью мозга, отвечающей за в движении.
«Связи укрепляются на тормозных нейронах в слуховой коре, которые активируются, когда мышь слышит звук шагов», - говорит Шнайдер. «Конечным результатом было то, что каждый раз, когда мышь шла, группа тормозящих нейронов была активна, чтобы создать фотонегатив звука, который ожидала мышь, что могло нейтрализовать ожидаемый звук, когда он был услышан».
Не просто шаги
Опыт также не ограничивается шагами. «Тяжело дышащие редко знают, что они тяжело дышат, потому что для них это звучит не так громко! И я думаю, что то же самое относится и к нажатиям клавиш», - добавляет Шнайдер. «Конечно, я слышу свои собственные нажатия клавиш, когда печатаю, но обычно они меня не раздражают. Но если кто-то, сидящий рядом со мной, много печатает, это сводит меня с ума».
Для любого существа, привыкшего к охоте, например мыши, эта способность отфильтровывать собственные безобидные звуки и сосредотачиваться на более потенциально опасных имеет решающее значение. То же самое происходит, когда мы поем, говорим или играем музыку.
" Обычно у нас в голове есть представление о том, какой звук мы хотели бы воспроизвести. Например, когда я сажусь за пианино и нажимаю на клавиши, я знаю, какую музыку я хочу получить. Но когда мы тренируемся, мы часто ошибаемся», - говорит Шнайдер. «Механизм, который мы описали в этой статье, - способность игнорировать ожидаемые последствия нашего движения - дает нам очень крутую способность обнаруживать, когда мы ошибаемся. Так что, если я правильно играю на пианино, я слышу, конечно, но моя слуховая кора довольно тихая. Но когда я играю неправильно, я получаю гораздо больший отклик."
В результате, говорит Шнайдер, мозг способен интерпретировать этот ответ как: «Эй, это прозвучало неправильно, может быть, в следующий раз мне следует двигать пальцами немного иначе».
«И это позволяет нам учиться на своих ошибках», - говорит он, отмечая, что они все еще пытаются выяснить, как именно такие сигналы ошибок используются мозгом при изучении языка и музыкальных навыков.
Исследователи надеются использовать эту информацию, чтобы пролить свет на несколько других областей. Например, вполне возможно, что у пациентов с такими заболеваниями, как шизофрения, те же нейронные цепи, которые участвуют в игнорировании и/или распознавании звуков, не работают.
«Люди, страдающие шизофренией, часто отчетливо ощущают фантомные голоса, которых на самом деле нет», - говорит Шнайдер. «Было высказано предположение, что эти галлюцинации могут быть связаны с измененной связью между моторным и слуховым центрами мозга, и мы думаем, что в этом могут быть задействованы идентифицированные нами схемы мозга. Поэтому мы хотели бы изучить мышей, у которых есть генетические мутации, аналогичные те, которые связаны с шизофренией у людей."
Это раздражает
Хотя шаги обычно не сильно расстраивают людей, другие звуки (такие как тяжелое дыхание и громкое жевание) определенно расстраивают. Однако им и в подметки не годится звук ножа по бутылке, вилки по стакану или мела по классной доске, которые входят в тройку самых раздражающих звуков для человеческого мозга, по данным Journal of Neuroscience за 2012 год. статья.