Шум – это не то же самое, что шум, и даже тихая обстановка не имеет такого же эффекта, как белый шум. На фоне непрерывного белого шума слышать чистые звуки становится еще точнее, как показали исследователи из Базельского университета в исследовании Cell Reports. Их результаты могут быть применены к дальнейшему развитию кохлеарных имплантатов.
Несмотря на важность слуха в человеческом общении, мы все еще очень мало понимаем, как воспринимаются акустические сигналы и как они обрабатываются, чтобы мы могли их понять. Ясно одно: чем точнее мы можем различать звуковые паттерны, тем лучше наш слух. Но как мозгу удается различать релевантную и менее значимую информацию – особенно в среде с фоновым шумом??
Изучение "слуховой мозг"
Исследователи под руководством проф. Доктор. Таня Ринальди Баркат из факультета биомедицины Базельского университета исследовала нейронную основу восприятия звука и звуковой дискриминации в сложной звуковой среде. Основное внимание уделялось исследованиям слуховой коры – "слуховой мозг," то есть область мозга, обрабатывающая акустические стимулы. Результирующие паттерны активности основаны на измерениях в мозге мыши.
Как известно, различать звуки тем труднее, чем ближе они находятся в частотном спектре. Первоначально исследователи предполагали, что дополнительный шум может еще больше усложнить такую задачу со слухом. Однако наблюдалось обратное: команда смогла продемонстрировать, что способность мозга различать тонкие различия в тонах улучшается, когда белый шум добавляется к фону. Таким образом, по сравнению с тихой обстановкой, шум облегчает слуховое восприятие.
Шум снижает активность нейронов
Данные исследовательской группы показали, что белый шум значительно подавлял активность нервных клеток слуховой коры. Парадоксально, но это подавление возбуждения нейронов привело к более точному восприятию чистых тонов. "Мы обнаружили, что меньше совпадений между популяциями нейронов во время двух разных тональных представлений," объясняет профессор Таня Баркат. "В результате общее снижение активности нейронов привело к более отчетливому отображению тона."
Чтобы подтвердить, что слуховая кора, а не какая-либо другая область мозга ответственна за изменение восприятия звука, исследователи использовали оптогенетическую технику с контролем света. Их выводы могут быть использованы для улучшения слухового восприятия в ситуациях, когда звуки трудно различить. По словам Барката, вполне возможно, что кохлеарные имплантаты можно стимулировать с эффектом, подобным белому шуму, чтобы улучшить разрешение по частоте и, следовательно, результат слуха их пользователей.