или зарегистрируйтесь.
Если вы забыли пароль, то введите ваш e-mail, и мы отправим инструкцию по восстановлению на почту
Ученые определили группу нейронов, которые разбираются в музыке
Впервые неврологи выявили группу нейронов в слуховой коре мозга, избирательно реагирующих именно на музыку, а не на речь или другие звуки.
Ученые давно задавались вопросом, содержит ли человеческий мозг нервные механизмы, специфические для музыкального восприятия.
Данное исследование освещает новый метод, предназначенный для идентификации нейронных групп, производимой с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии данных (фМРТ). Используя этот метод, исследователи выявили шесть нейронных групп с различными функциями, включая music-selective («музыко-определяющую») группу и нейроны, которые избирательно реагирует на речь.
В ходе исследования ученые сканировали мозг 10 человек, которым включали 165 различных звуков, в том числе разные типы речи и музыки, а также бытовые звуки, такие как шаги, запуск двигателя и звонок телефона.
Слуховая система мозга оказалась довольно сложной для отображения ее в виде карты, в частности, из-за грубого пространственного разрешения фМРТ, которая измеряет поток крови как показатель состояния нейронной активности. В фМРТ вокселы — наименьшая единица измерения — отражают реакцию сотен тысяч или даже миллионов нейронов.
«В результате, при измерении реакций воксела мы измеряем что-то, что отражает смесь базовых нейронных реакций», — отмечает Сэм Норман-Хэйгнер (Sam Norman-Haignere), постдок Института исследования мозга Макговерна (McGovern Institute for Brain Research).
Чтобы отделить эти реакции друг от друга, исследователи использовали метод, который моделирует каждый воксел в виде множества из нескольких базовых нейронных реакций. Применив этот метод, они выявили шесть нейронных групп, каждая с уникальным рисунком реакции на звуки в эксперименте.
«Научное сообщество заинтересовано в поиске специализированных областей, подобных обнаруженным в зрительной коре, но проблема в том, что воксел недостаточно крупный. В нем — сотни тысяч нейронов, как же выделить информацию, которая в них содержится? Это огромная работа по анализу данных», — говорит Йозеф Раусчекер (Josef Rauschecker), профессор психологии и биофизики Джорджтаунского университета (Georgetown University).
Четыре группы нейронов, реагирующих на звуки, накладываются на области первичной слуховой коры, которая выполняет первый этап кортикальной обработки звука. Рече- и музыко-определяющая группы нейронов лежат за пределами этой первичной области.
«Мы считаем, что это свидетельствует о существовании иерархии обработки, согласно которой реакция на сравнительно простые акустические величины происходит в первичной слуховой зоне. Далее следует второй этап обработки, который представляет более абстрактные свойства звука, связанные с речью и музыкой», — рассказывает Норман-Хэйгнер.
«На данном этапе исследования мы не можем утверждать, что музыка хранится только в этой области нашего мозга, — говорит Джош Макдермотт (Josh McDermott), один из авторов работы, — здесь мы видим наибольшую реакцию в слуховой коре, но есть и весь остальной мозг, который мы даже не рассматривали».
Нэнси Канвишер (Nancy Kanwisher), один из исследователей, также отмечает, что существование музыко-определяющих реакций в мозгу не означает, что они отражают врожденную мозговую систему.
Авторы исследования в настоящее время пытаются обнаружить содержат ли music-selective нейроны, выявленные в ходе данного исследования, подгруппы нейронов, которые реагируют на разные аспекты музыки, такие как ритм, мелодия и такт. Они также надеются изучить, как музыкальный опыт человека может повлиять на эти нейроны.
Данное исследование освещает новый метод, предназначенный для идентификации нейронных групп, производимой с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии данных (фМРТ). Используя этот метод, исследователи выявили шесть нейронных групп с различными функциями, включая music-selective («музыко-определяющую») группу и нейроны, которые избирательно реагирует на речь.
В ходе исследования ученые сканировали мозг 10 человек, которым включали 165 различных звуков, в том числе разные типы речи и музыки, а также бытовые звуки, такие как шаги, запуск двигателя и звонок телефона.
Слуховая система мозга оказалась довольно сложной для отображения ее в виде карты, в частности, из-за грубого пространственного разрешения фМРТ, которая измеряет поток крови как показатель состояния нейронной активности. В фМРТ вокселы — наименьшая единица измерения — отражают реакцию сотен тысяч или даже миллионов нейронов.
«В результате, при измерении реакций воксела мы измеряем что-то, что отражает смесь базовых нейронных реакций», — отмечает Сэм Норман-Хэйгнер (Sam Norman-Haignere), постдок Института исследования мозга Макговерна (McGovern Institute for Brain Research).
Чтобы отделить эти реакции друг от друга, исследователи использовали метод, который моделирует каждый воксел в виде множества из нескольких базовых нейронных реакций. Применив этот метод, они выявили шесть нейронных групп, каждая с уникальным рисунком реакции на звуки в эксперименте.
Одна группа нейронов отреагировала на музыку, другая — на речь, остальные четыре на различные акустические свойства, такие как высота тона и частота.
Четыре группы нейронов, реагирующих на звуки, накладываются на области первичной слуховой коры, которая выполняет первый этап кортикальной обработки звука. Рече- и музыко-определяющая группы нейронов лежат за пределами этой первичной области.
«Мы считаем, что это свидетельствует о существовании иерархии обработки, согласно которой реакция на сравнительно простые акустические величины происходит в первичной слуховой зоне. Далее следует второй этап обработки, который представляет более абстрактные свойства звука, связанные с речью и музыкой», — рассказывает Норман-Хэйгнер.
Исследователи полагают, что могут быть и другие области мозга, участвующие в обработке музыки, в том числе ее эмоциональных составляющих.
Нэнси Канвишер (Nancy Kanwisher), один из исследователей, также отмечает, что существование музыко-определяющих реакций в мозгу не означает, что они отражают врожденную мозговую систему.
Важные вопросы для будущих исследований: «Как эта система возникает в процессе развития?», «Как рано можно ее обнаружить у детей?», «Каким образом музыкальный опыт влияет на формирование подобной группы нейронов?».
