Muzyczne neurony

Po raz pierwszy neurobiolodzy z MIT zidentyfikowali populację neuronów w korze słuchowej człowieka, która reaguje w szczególności na muzykę, ale nie na mowę czy inne dźwięki otoczenia.

To, czy taka populacja neuronów istnieje, jest przedmiotem szeroko zakrojonych spekulacji, mówi Josh McDermott, adiunkt neurobiologii na MIT. Jedna z głównych debat wokół muzyki dotyczy tego, w jakim stopniu ma ona dedykowane mechanizmy w mózgu, a na ile opiera się na mechanizmach, które służą przede wszystkim innym funkcjom, mówi.

Ta historia była częścią naszego wydania z marca 2016 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Korzystając z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), McDermott i współpracownicy przeskanowali mózgi 10 osób słuchających 165 dźwięków, w tym różnych rodzajów mowy i muzyki, a także codziennych dźwięków, takich jak kroki, uruchomienie silnika samochodu i dzwonek telefonu.

Mapowanie układu słuchowego okazało się trudne, ponieważ fMRI, który mierzy przepływ krwi jako wskaźnik aktywności nerwowej, nie ma dobrej rozdzielczości przestrzennej. W fMRI woksele — najmniejsza jednostka miary — mogą odzwierciedlać odpowiedź milionów neuronów.

Aby oddzielić te odpowiedzi, naukowcy wykorzystali technikę, która modeluje każdy woksel jako mieszaninę wielu podstawowych odpowiedzi neuronalnych. Ujawniło to sześć populacji neuronów — populację selektywną muzycznie, zestaw neuronów reagujących selektywnie na mowę oraz cztery zestawy reagujące na inne właściwości akustyczne, takie jak wysokość i częstotliwość.

Te cztery akustycznie reagujące populacje pokrywają się z obszarami pierwotnej kory słuchowej, która wykonuje pierwszy etap przetwarzania dźwięku w korze. Populacje neuronalne odpowiedzialne za mowę i muzykę leżą poza tym głównym regionem.

Uważamy, że dostarcza to dowodów na to, że istnieje hierarchia przetwarzania, w której występują reakcje na stosunkowo proste wymiary akustyczne w tym podstawowym obszarze słuchowym. Po tym następuje drugi etap przetwarzania, który reprezentuje bardziej abstrakcyjne właściwości dźwięku związane z mową i muzyką, mówi doktorant Sam Norman-Haignere, główny autor badania opublikowanego w Neuron.

Nancy Kanwisher ’80, PhD ’86, profesor neuronauki kognitywnej i autorka badania, mówi, że chociaż reakcje selektywne na muzykę istnieją w mózgu, nie oznacza to, że odzwierciedlają wrodzony system mózgowy. Ważnym pytaniem na przyszłość będzie to, jak ten system powstaje w rozwoju: jak wcześnie pojawia się w niemowlęctwie lub dzieciństwie i jak zależny jest od doświadczenia – mówi.

ukryć