你的大脑让你听到自己的脚步声吗?
我们的大脑可能会配备一个降噪功能:一个可以帮助我们忽略自己脚步声或叮咬叮咬的声音。
在一项在老鼠身上进行的新研究中,小鼠的大脑取消了自己脚步声。研究人员今天(9月12日)在“ 自然 ”杂志上报道说,这种能力帮助小鼠更好地听到周围环境中的其他声音。
杜克大学(Duke University)神经生物学教授理查德·穆尼(Richard Mooney)表示,对于在田野中走动的老鼠来说,“听到猫比自己的脚步更好”。
穆尼和他的团队用老鼠来研究他们的“声学虚拟现实系统”。他们将微小的电极植入他们的听觉皮层 - 处理声音的大脑区域 - 让老鼠在显微镜下在跑步机上跑步,这样他们也可以拍摄大脑的实时图像。
为了了解大脑如何处理与动物自身运动相关的声音,研究人员创造了人工脚步声 - 老鼠在野外不会遇到的声音。随着老鼠每走一步,研究人员都会快速记录或者说“小调”。Mooney告诉Live Science,想象一下老鼠正在用一架小钢琴跑。但“每个键都起到完全相同的音符。”
穆尼和他的团队发现,经过两到三天的数千次足迹后,听觉皮层的活动减少了。
但是当研究人员改变了点子的声音时,听觉皮层变得更加活跃。Mooney说,这也可以解释为什么你可以听到你的脚步声,比如你有一天穿着大声的靴子,而你通常不会。
“经验可以塑造大脑如何抑制由运动引起的可预测的感觉,”他说。
他们的成像和测量显示运动皮层(与运动有关的大脑区域)与听觉皮层之间存在强烈耦合。在训练期间,运动皮层开始形成突触或与听觉皮层的连接。这些连接最终用作噪声滤波器。
运动皮层中所谓的抑制性神经元或脑细胞开始发出信号,以抵消听觉皮层神经元的激发,使我们意识到声音。Mooney说,这个过程非常快,以至于具有“预测性”,这意味着取消信号发生在大脑命令运动的同时。
研究人员还发现,那些经过训练以忽略自己脚步声的老鼠在运动时能够更好地检测出异常或新的声音,而未经过训练的老鼠则能够检测到异常或新的声音。
穆尼认为结果可以非常清楚地转化为人类。虽然皮质在人类中更先进,但“运动皮层和听觉皮层之间的基本脑结构存在于所研究的所有哺乳动物中,”他说。
“老鼠不会弹钢琴,至少没有我知道的,”穆尼说。对于他们来说,抑制与运动相关的声音的能力更多是生存的好处,例如更好地注意潜在的捕食者。
对于人类来说,情况也许如此,但这种听觉适应也可能让人们参与复杂的任务,如学会说话,演奏乐器或唱歌,Mooney说。
这种系统可以训练你的大脑期待你演奏或唱歌的音符。“一旦你对应该发生的事情有一个非常好的预测......如果结果不同,你也会非常敏感。”
(众所周知,类似的系统存在于人类大脑的运动中:例如,花样滑冰运动员。他们的大脑会学习什么样的运动,并开始抵消那些会阻止头部旋转的反射。但是,如果花样滑冰运动员。当一个错误的着陆时,大脑会认为某些事情是出乎意料的并且没有激发它的抑制性神经元 - 而且引人注目的反射也会起作用。)
Mooney说,进一步了解这个系统对于精神病的研究是有益的。例如,精神分裂症的一个常见症状是声音般的幻觉,被认为是由大脑中“破坏”的预测电路引起的,他说。换句话说,即使在没有外部声音触发它们的情况下,听觉脑细胞也不会被抑制得太多并且发射太多。
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