Как мозг фильтрует звуки: исследование короллярных разрядов

Введение

Исследователи проследили, как мозг фильтрует фоновый шум в процессе речи, используя сигналы между моторной и слуховой корой. Эти электрические сигналы, называемые короллярным разрядом, образуются в передней сольной извилине моторной коры и передаются в верхнюю височную извилину слуховой коры.

Методика

Этот процесс позволяет людям сосредотачиваться на внешних звуках, пока они говорят, но может нарушаться в условиях, таких как шизофрения, что вносит вклад в аудиальные галлюцинации. Исследования приводят к новым пониманиям обработки речи и могут предложить неинвазивные тесты для диагностики и управления связанными с речью расстройствами.

• Сигналы короллярного разряда помогают отличать собственный голос от фоновых звуков.
• Сигналы перемещаются от моторной коры к слуховой коре за миллисекунды.
• Нарушения в этой системе могут лежать в основе аудиальных галлюцинаций и заикания.

В ходе экспериментов с голосом у людей с эпилепсией исследователи смогли проследить цепь электрических сигналов в мозге, позволяющую его слуховому центру различать фоновый звук и собственные голоса. Эти сигналы короллярного разряда начинаются и заканчиваются в двух подрегионах коры головного мозга.

Эволюционная перспектива

С точки зрения эволюции, способность животных и людей различать свои собственные звуки от звуков других считается важной для восприятия угроз и улучшения выживаемости. Например, кузнечики могут быстро различать свои заверения по сравнению с другими, а летучие мыши используют звуковые отражения для ориентирования в своей среде.

Системные нарушения

Нарушения в этой системе также считаются характерными для аудиальных галлюцинаций, например, у людей с шизофренией, которые не могут различать «реальные» голоса от внешних звуков. Исследование показало, что нарушения в сигналах короллярного разряда могут быть связаны с заиканием.

Новые открытия

В новом исследовании, проведенном NYU Langone Health и его Нейробиологическим Институтом, нейробиологи провели эксперименты с голосом на восьми взрослых с эпилепсией, которые проходили рутинную операцию для определения источника своих судорог и согласились участвовать в упражнениях со словами.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), описывает, как исследователи отследили сигналы короллярного разряда из нижней части моторной коры к соседнему подрегіону слуховой коры.

Заключение

Исследование открывает новый взгляд на процессы обработки речи в мозге, а также предлагает объяснения для источника аудиальных галлюцинаций, вызванных нарушением короллярного разряда между моторной и слуховой корой. На основе полученных данных группа исследователей планирует дальнейшие тесты для оценки активности сигнала короллярного разряда сразу перед галлюцинациями.

“Наши результаты открывают источник и временные рамки короллярного разряда у человека с далеко идущими последствиями для контроля речи и аудиальных галлюцинаций в психозе.”