Будь то танец или просто постукивание одной ногой в такт, мы все знаем, как слуховые сигналы, такие как музыка, могут вызывать движение. Новое исследование показывает, что моторные сигналы в мозгу на самом деле обостряют восприятие звука, и этот эффект усиливается, когда мы движемся в ритме со звуком.
Уже известно, что двигательная система, часть мозга, которая контролирует наши движения, взаимодействует с сенсорными областями мозга. Двигательная система контролирует движения глаз и других частей тела, чтобы ориентировать наш взгляд и конечности для исследования нашей пространственной среды. Однако, поскольку уши неподвижны, было менее ясно, какую роль двигательная система играет в различении звуков.
Бенджамин Мориллон, исследователь из Монреальского неврологического института Университета Макгилла, разработал исследование, основанное на гипотезе о том, что сигналы, поступающие от сенсомоторной коры, могут подготовить слуховую кору к обработке звука и тем самым улучшить ее способность расшифровывать сложные звуковые потоки, такие как речь и музыка.
Работая в лаборатории исследователя MNI Сильвена Байе, он набрал 21 участника, которые слушали сложные последовательности тонов и должны были указать, была ли целевая мелодия в среднем более или менее тонкой по сравнению с эталонной. Исследователи также сыграли переплетенную отвлекающую мелодию, чтобы измерить способность участников сосредоточиться на целевой мелодии.
Упражнение было выполнено в два этапа: на одном участники были полностью неподвижны, а на другом они стучали по сенсорной панели в ритме с целевой мелодией. Участники выполняли эту задачу, пока их мозговые колебания, форма нейронных сигнальных областей мозга, используемых для связи друг с другом, регистрировались с помощью магнитоэнцефалографии (МЭГ).
МЭГ-миллисекундная визуализация показала, что вспышки быстрых нервных колебаний, исходящие от левой сенсомоторной коры, были направлены в слуховые области мозга. Эти колебания происходили в ожидании появления следующего тона интереса. Это открытие показало, что двигательная система может заранее предсказать, когда раздастся звук, и отправить эту информацию в слуховые области, чтобы они могли подготовиться к интерпретации звука.
Одним из поразительных аспектов этого открытия является то, что синхронизированная по времени моторная сигнализация мозга предвосхищала входящие тоны целевой мелодии, даже когда участники оставались полностью неподвижными. Нажатие рукой в такт интересующего вас еще больше повысило производительность, подтверждая важную роль двигательной активности в точности слухового восприятия.
"Реалистичным примером этого является концепция коктейльной вечеринки: когда вы пытаетесь кого-то послушать, но многие люди говорят одновременно," говорит Мориллон. "В реальной жизни у вас есть много способов помочь вам сосредоточиться на интересующем человеке: обращайте внимание на тембр и высоту голоса, пространственно сосредоточьтесь на человеке, смотрите на рот, используйте лингвистические подсказки, используйте то, что было началом предложение, чтобы предсказать его конец, но также обратите внимание на ритм речи. Последний случай – это то, что мы выделили в этом исследовании, чтобы показать, как это происходит в мозге."
Лучшее понимание связи между движением и обработкой слуха может однажды означать улучшение лечения людей с проблемами слуха или понимания речи.
"Это имеет значение для клинических исследований и стратегий реабилитации, особенно для детей с дислексией и пациентов с нарушениями слуха," говорит Мориллон. "Если научить их лучше полагаться на свою двигательную систему, сначала открыто двигаясь синхронно со скоростью говорящего, это может помочь им лучше понимать речь."
Это исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в октябре. 2, 2017.