Článok

Motorické centrá mozgu ako prediktory prichádzajúceho zvuku.

Vytvorené 08 marec, 2018 o 2:43 pm Autor v Aktuality, Uncategorized

5. október 2017, © McGill University

Je známe, že zvukové podnety (napríklad v hudbe), podnecujú pohyb, či už ide o tanec, alebo iba podupávanie do rytmu. Podľa nového výskumu motorické signály v mozgu zostrujú vnímanie zvukov, pričom pohyby tela v rovnakom rytme tento efekt ešte zosilňujú.

Je taktiež známe, že motorický systém ako časť mozgu zodpovedná za pohyby, komunikuje so zmyslovými centrami mozgu. Tento systém ovláda pohyby očí a častí tela, ktoré nám pomáhajú nielen lepšie nasmerovať pohľad, ale aj hýbať končatinami tak, aby sme mohli preskúmavať okolitý priestor. Keďže však uši pohybu schopné nie sú, nebolo celkom jasné, akú úlohu motorický systém zohráva pri rozlišovaní zvukov.

Výskumník Montrealského neurologického ústavu McGillovej univerzity v Kanade Benjamin Morillon, uskutočnil štúdiu vychádzajúcu z hypotézy, že podnety zo senzomotorickej kôry pripravujú sluchovú kôru na spracovanie zvuku, čím zároveň zdokonaľujú schopnosť dešifrovať komplexné zvuky, ako napríklad reč či hudbu.

Na štúdii pracoval v laboratóriu kolegu z Montrealského neurologického ústavu Sylvaina Bailleta. S kolegom do laboratória priviedli dvadsaťjeden dobrovoľníkov, ktorí mali počúvať zložité tónové sekvencie a určiť, či sú tóny hlavnej melódie v priemere vyššie alebo nižšie ako ostatné. Účastníkom štúdie vedci pustili aj ďalšiu, rušivú melódiu, aby vedeli zmerať ich schopnosť sústrediť sa na tú hlavnú.

Pokus mal dve časti. V prvej sedeli dobrovoľníci úplne bez pohybu, zatiaľ čo v druhej mali v rytme hlavnej melódie poklopávať prstami na dotykový panel. Pri tejto činnosti sa na magnetoencefalograme (MEG) zaznamenávala ich mozgová aktivita (neurálna oscilácia), teda nervové impulzy, ktorými medzi sebou komunikujú jednotlivé časti mozgu.

Zobrazovacia metóda MEG po milisekundách ukazovala, že výraznejšia a zrýchlená neurálna oscilácia vychádzajúca z ľavej senzomotorickej kôry smeruje k sluchovým oblastiam mozgu. Oscilácia začala ešte predtým, než sa objavil ďalší tón, na ktorý sa mal účastník zamerať. Toto zistenie ukázalo, že motorický systém dokáže predpovedať, kedy sa určitý zvuk ozve, a túto informáciu posielať do sluchového centra, aby bolo pripravené na interpretáciu prichádzajúceho zvuku.

 

Horný obrázok ukazuje, že melódiu primárne spracováva bilaterálna sluchová kôra, pričom neurálna oscilácia sa pohybuje vo frekvenčnom rozsahu alfa vĺn (5 – 18 Hz). Na dolnom obrázku naproti tomu vidno, že interné temporálne predpovede sa formujú na ľavej strane lateralizovanej senzomotorickej kôry, a neurálna oscilácia sa pohybuje vo frekvenčnom rozsahu beta vĺn (18 – 24 Hz).

Na tomto zistení je pozoruhodné, že časované motorické impulzy v mozgu očakávali prichádzajúce tóny základnej melódie aj v prípade, že účastníci sa nehýbali a neklopkali do rytmu. Poklopávanie do rytmu základnej melódie tento výkon však ešte zlepšilo, čím sa potvrdila dôležitá úloha motorickej činnosti pri presnosti sluchového vnímania.

„Príkladom zo skutočného života je situácia, keď sa na nejakom večierku snažíte niekoho počúvať, ale okolo vás je veľa ľudí a všetci naraz čosi rozprávajú,“ vysvetľuje Morillon. „Vtedy máte veľa spôsobov, ako sa na konkrétneho človeka sústrediť – zameriate sa na zafarbenie a výšku jeho hlasu, natočíte sa viac naňho, pozeráte sa mu na ústa, využívate rôzne lingvistické pomôcky, alebo na základe začiatku vety si odvodíte, ako bude končiť, no súčasne však sledujete aj rytmus reči. Práve tento jav sme skúmali v našej štúdii, aby sme ukázali, ako ho mozog spracúva.“

Hlbšie porozumenie spojitosti medzi pohybom a sluchovým spracovávaním by v budúcnosti mohlo priniesť nové možnosti liečby ľudí so sluchovými či rečovými problémami.

„Výskum má určité dopady na klinické štúdie a rehabilitačné techniky, najmä čo sa týka detí s dyslexiou a sluchovo postihnutých pacientov,“ tvrdí Morillon. „Pacientov treba naučiť viac sa spoliehať na svoj motorický systém tak, že zo začiatku sa budú zreteľne hýbať v tempe reči svojho komunikačného partnera, čo môže zlepšiť ich schopnosť porozumieť reči.“

Odkaz na štúdiu:

MORILLON, B. a S. BAILLET, 2017. Motor origin of temporal predictions in auditory attention. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Roč., 114 č. 42, s. E8913-E8921.
Pôvodný článok

Pre Centrum AVARE, s.r.o. © preložila: Mariana Jomová