Для того чтобы внимательно выслушать что-либо человек замолкает, останавливается. Это позволяет полностью избавиться от шумов, издаваемых при движении. Однако взаимодействие между движением и слухом реализуется глубоко в мозге.
Ученые давно обнаружили факты влияния моторной коры мозга, управляющей движением, на слуховую кору мозга, которая отвечает за восприятие звуков. Новое исследование в университете Дюка использовало методы электрофизиологии, оптогенетики и поведенческого анализа для оценки влияния моторной коры мозга на восприятие звуков крысами. По мнению профессора нейробиологии Ричарда Муни, им удалось отыскать новые причинно-следственные связи работы мозга.
Они выявили, как взаимодействия между двигательной и слуховой корой влияют на слух во время движения или прослушивания музыки. Нарушения в данной схеме способны вызвать слуховые галлюцинации у людей с шизофренией.
Муни сделал предположение о том, что моторная кора мозга обучается приглушать реакцию слуховой коры мозга на звуки, возникающие при движениях тела, чтобы повысить чувствительность к другим подозрительным звукам. Ученые проверяли данную версию на крысах. Они создали реалистичную ситуацию, в которой животным пришлось игнорировать звуки собственных движений, а затем изучали электрическую активность нейронов в слуховой коре. Всякий раз, когда мышь останавливалась и пронзительно пищала, нейроны притупляли реакции на собственные звуки мыши сильнее, чем когда попросту не ловили никаких звуков.
Ученые решили выяснить, в какой части мозга происходит подавление звуковых сигналов. Они использовали метод оптогенетики, в котором определенные нейроны с помощью генетических методов становились чувствительными к свету. Ученым удалось проследить всю цепочку движения звукового импульса через слуховой проход вплоть до слуховой коры.
Оказалось, что за подавление звукового восприятия наполовину отвечает слуховая кора под действием тормозных нейронов, которые становятся активными во время движения. Чтобы обнаружить причину активации тормозных нейронов, ученые снова применили оптогенетику. Они выяснили, что источником становится вторичная моторная кора и сымитировали ее сигналы, которые напрямую влияют на слух.
Посылая сигналы нейронам вторичной моторной коры, они заставили крыс думать, что они движутся даже во время отдыха. Приглушая сигналы вторичной моторной коры, ученые смоделировали звуковую тишину даже при наличии звуков, связанных с движением.
Понимание взаимосвязи моторной и слуховой коры позволит разрабатывать новые методы лечения потери слуха, а также поможет понять причины возникновения слуховых галлюцинаций.