В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, ученые из Цюрихского университета (University of Zurich) продемонстрировали, что процесс интеграции того, что мы слышим, напрямую связан с синхронизацией с помощью гамма-волн.
Актуальность вопроса
В большинстве случаев наш головной мозг получает разные сигналы от каждого уха, но, тем не менее, мы воспринимаем речь как единый звук. Этот процесс происходит через синхронизацию задействованных областей мозга с помощью гамма-волн, как выяснили нейролингвисты из Цюрихского университета. Результаты исследования помогут разработать новые методы лечения тиннитуса.
Ушные раковины расположены по разные стороны головы, и большинство звуков не достигают обоих ушей одновременно. Хотя это помогает нам определить, откуда исходят звуки, это также означает, что наш мозг должен комбинировать информацию из обоих ушей. В противном случае мы бы услышали эхо. Входной сигнал из правого уха сначала достигает левого полушария головного мозга, а входной сигнал из левого уха достигает правого полушария. Два полушария выполняют разные задачи во время обработки речи: левая сторона отвечает за различение фонем и слогов, тогда как правая сторона распознает просодию и ритм речи. Хотя каждое полушарие получает информацию в разное время и обрабатывает разные особенности речи, мозг объединяет то, что слышит, в единый речевой звук.
Мозговые волны устанавливают связь
Точный механизм этого процесса интеграции до сих пор не был известен. Однако в более ранних исследованиях ученые обнаружили признаки того, что измеримые колебания в головном мозге, известные как гамма-волны, играют в этом важную роль.
Материалы и методы исследования
В исследовании приняли участие 28 здоровых испытуемых. Во время прослушивания различных звуков ученые отслеживали активность обоих полушарий мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Во время экспериментов исследователи нарушили естественный паттерн активности гамма-волн, стимулируя оба полушария мозга электродами, прикрепленными к голове. Эта манипуляция повлияла на способность участников правильно определять слог, который они слышали. Анализ фМРТ показал, что также наблюдались изменения активности нейронных связей между правым и левым полушариями мозга: сила связи изменялась в зависимости от того, влияла ли на ритм гамма-волн электрическая стимуляция в двух полушариях мозга синхронно или асинхронно. Это нарушение также затруднило процесс интеграции.
Результаты исследования
Ученые пришли к выводу, что синхронизация гамма-волн, по-видимому, служит для уравновешивания различных входных сигналов от двух полушарий мозга, обеспечивая единое слуховое восприятие.
Результаты показывают, что синхронизация между различными областями мозга, опосредованная гамма-волнами, является фундаментальным механизмом нейронной интеграции. Более того, это исследование впервые показывает на примере человеческого слуха, что связь между двумя полушариями мозга может успешно модулироваться с помощью электрической стимуляции.
Предыдущие исследования показали, что нарушения связи между двумя полушариями мозга связаны со слуховыми фантомными ощущениями, такими как шум в ушах и слуховые вербальные галлюцинации. Таким образом, электрическая стимуляция мозга может стать многообещающим направлением для разработки терапевтических вмешательств тиннитуса.
Авторы другого исследования утверждают, что новое устройство поможет в лечении шума в ушах.
