Как и кнопка отключения звука на пульте дистанционного управления телевизором, наш мозг фильтрует нежелательный шум, чтобы мы могли сосредоточиться на том, что слушаем. Но когда дело доходит до отслеживания собственной речи, новое исследование мозга, проведенное Калифорнийским университетом в Беркли, показывает, что вместо одной однородной кнопки отключения звука у нас есть сеть настроек громкости, которые могут выборочно заглушать и усиливать звуки, которые мы издаем и слышим..
Нейробиологи из Калифорнийского университета в Беркли, UCSF и Университета Джона Хопкинса отслеживали электрические сигналы, исходящие от мозга госпитализированных пациентов с эпилепсией. Они обнаружили, что нейроны в одной части слухового аппарата пациентов были затемнены, когда они говорили, в то время как нейроны в других частях загорались.
Их результаты, опубликованные 8 декабря 2010 года в Journal of Neuroscience, предлагают новые ключи к разгадке того, как мы слышим себя, несмотря на шум окружающей среды, и контролируем то, что говорим. Предыдущие исследования показали, что у обезьян есть избирательная слуховая система, которая может усиливать их собственные сигналы о спаривании, еде и опасности, но до этого последнего исследования было неясно, как устроена слуховая система человека.
«Раньше мы думали, что слуховая система человека в основном подавляется во время речи, но мы обнаружили тесно связанные участки коры с очень разной чувствительностью к нашей собственной речи, которые рисуют более сложную картину», - сказал Адин Флинкер, докторант кафедры нейробиологии. Калифорнийский университет в Беркли и ведущий автор исследования.
«Мы нашли доказательства того, что миллионы нейронов срабатывают вместе каждый раз, когда вы слышите звук, рядом с миллионами нейронов, игнорирующих внешние звуки, но срабатывающих вместе каждый раз, когда вы говорите», - добавил Флинкер. «Такая мозаика ответов может сыграть важную роль в том, как мы можем отличить нашу собственную речь от речи других».
Хотя в исследовании конкретно не говорится о том, почему людям необходимо так тщательно отслеживать свою собственную речь, Флинкер предполагает, что, помимо прочего, отслеживание собственной речи важно для языкового развития, отслеживания того, что мы говорим, и адаптации к различным шумовым средам.
«Будь то изучение нового языка или общение с друзьями в шумном баре, мы должны слышать, что мы говорим, и динамически изменять нашу речь в соответствии с нашими потребностями и окружающей средой», - сказал Флинкер.
Он отметил, что людям с шизофренией трудно отличить свои собственные внутренние голоса от голосов других, предполагая, что им может не хватать этого избирательного слухового механизма. По его словам, полученные данные могут быть полезны для лучшего понимания некоторых аспектов слуховых галлюцинаций.
Более того, с обнаружением подобластей клеток головного мозга, каждой из которых поручена своя задача по регулированию объема - и расположенных всего в нескольких миллиметрах друг от друга, - результаты открывают путь для более подробного картирования слуховой коры для руководства операциями на головном мозге.
Помимо Флинкера, авторами исследования являются Роберт Найт, директор Института нейробиологии Хелен Уиллс в Калифорнийском университете в Беркли; нейрохирурги Эдвард Чанг, Николас Барбаро и невролог Хайди Кирш из Калифорнийского университета в Сан-Франциско; и Натан Кроун, невролог из Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде.
Слуховая кора - это область височной доли мозга, отвечающая за звук. При слухе человеческое ухо преобразует вибрации в электрические сигналы, которые отправляются на ретрансляционные станции в слуховой коре головного мозга, где они уточняются и обрабатываются. Язык в основном обрабатывается в левом полушарии мозга.
В ходе исследования исследователи изучали электрическую активность в здоровой мозговой ткани пациентов, лечившихся от судорог. Пациенты вызвались помочь в эксперименте во время перерывов в лечении, так как электроды уже были имплантированы над их слуховой корой, чтобы отслеживать фокусы их припадков.
Исследователи проинструктировали пациентов выполнять такие задачи, как повторение слов и гласных, которые они слышали, и записали это действие. Сравнивая активность электрических сигналов, излучаемых во время разговора и слуха, они обнаружили, что некоторые области слуховой коры проявляли меньшую активность во время речи, в то время как другие демонстрировали такой же или более высокий уровень.
«Это показывает, что наш мозг обладает сложной чувствительностью к нашей собственной речи, которая помогает нам различать наши вокализации и голоса других людей, и гарантирует, что то, что мы говорим, на самом деле является тем, что мы хотели сказать», - сказал Флинкер.