Когда пешеход слышит скрип тормозов автомобиля, он должен решить, как он поступит в данной ситуации. Происходит ли действие в нескольких кварталах от него, или же слева в 20 футах. Один из первичных механизмов, от которого мы зависим каждый день, действует на основе информации, собранной нашим слухом. Он уже раскрывает свои секреты современной нейронауке. Команда исследователей из лаборатории Колд Спринг Харбор сегодня опубликует экспериментальные результаты исследования в журнале Nature, которые они назвали удивительными. Результаты помогут понять, как млекопитающие действуют на основании звуковых сигналов.
Давно известно, что в ушах звуки доходят до части мозга, называемой слуховой корой, где они переводятся или преобразовываются в информацию, которую ученые называют представлением. Эти представления, в свою очередь, формируют информационную основу, благодаря которой другие части мозга могут принять решение или дать команду для конкретных действий.
Ученым было неизвестно, что происходит между слуховой корой и частью мозга, которая непосредственно дает команду, например команду мышцам двигаться в ответ на звук, такой как скрип тормозов автомобиля. Чтобы выяснить это, профессор Энтони Задор и доктор Петр Знаменский из Колд Спринг Харбор обучали крыс слушать звуки и на основе этих звуков принимать решения. Когда воспроизводился высокочастотный звук, животные вознаграждались, если они перемещались влево. Когда воспроизводился звук низкого тона, награда давалась, если животное двигалось вправо.
«Проще говоря, звук поступает в ухо, и мы знаем, что в итоге выходит решение, в виде сокращения мышц», — говорит Задор. Удивительно назначение информации, используемой животными для выполнения этой задачи при различении звуков на высокие и низкие частоты, как показано в экспериментах команды.
«Получается, информация проходит через определенный набор нейронов в слуховой коре, аксоны передают ее в другую часть мозга, называемую стриатумом», — говорит Задор. Классические серии экспериментов, которые послужили источником вдохновения и образцом для данного исследования, были выполнены в Стэнфордском университете Уильямом Ньюсом и его коллегами, которые изучали зрительную систему приматов. Их исследование привело Задора к мысли, что представления, сформированные в слуховой коре, могут далее поступать в другие области коры головного мозга.
По мнению Задора, эти эксперименты на крысах могут отражаться на том, как нейронные цепи принимают решения. Хотя многие нейроны в слуховой коре настроены на низкие или высокие частоты, большинство из них не передают свою информацию непосредственно в стриатум. Скорее, их информация передается гораздо меньшим числом нейронов, которые передают свои голоса непосредственно в стриатум.
«Поскольку в каждом восприятии присутствует шум, некоторые миноритарные нейроны укажут на «низкий звук», когда звук на самом деле «высокий», и наоборот. В модели прямой демократии, информация, посланная в стриатум для дальнейших действий, будет эквивалента сумме всех этих голосов. Мы определили, что нейроны регистрирующие «высокий» и «низкий» звуки представлены определенным подмножеством нейронов».
Источник: sciencedaily.com