Вы когда-нибудь замечали, как вы можете внезапно услышать гудение вашего холодильника на заднем плане, когда вы сосредотачиваетесь на нем? Или как звук вашего имени мгновенно привлекает ваше внимание даже в шумной толпе?

Человеческий мозг удивительно искусен в адаптации того, что мы слышим, в зависимости от контекста, например, от текущего окружения или приоритетов, но до сих пор неизвестно, как именно мозг помогает нам обнаруживать, фильтровать и реагировать на звуки.

Теперь биологи из Мэрилендского университета стали на шаг ближе к разгадке этой тайны. Используя модель животного , исследователи обнаружили, что орбитофронтальная кора (ОФК), область мозга, связанная с принятием решений, но обычно не связанная со слухом , играет центральную роль в помощи слуховой коре (основному слуховому центру мозга) адаптироваться к изменяющимся контекстам или ситуациям. Результаты исследования группы были опубликованы в журнале Current Biology 11 июля 2024 года.

«Наш слух зависит не только от звуков вокруг нас. Он также во многом зависит от того, что мы делаем и что для нас важно в данный момент», — объяснила доцент кафедры биологии Университета Мэриленда Мелисса Карас, старший автор статьи.

«Понимание нейронных механизмов , ответственных за эти изменения, может также привести к лучшему пониманию и потенциальным методам лечения нарушений нейроразвития, таких как аутизм, дислексия или шизофрения, — состояний, при которых нарушается сенсорная регуляция».

Чтобы более подробно изучить мозговые схемы , участвующие в процессе слуха, исследователи обратились к песчанкам, мелким млекопитающим , чья базовая слуховая система похожа на человеческую. Животным предъявляли звуковые паттерны в двух разных контекстах. В одном контексте животные пассивно слушали звуки, не требуя никаких действий.

Графическая аннотация. Кредит: Current Biology (2024). DOI: 10.1016/j.cub.2024.06.036
В другом случае животные должны были выполнить определенное действие в ответ на услышанные ими звуки. Записывая и манипулируя мозговой активностью животных, команда обнаружила, что OFC помогала животным переключаться между пассивным и активным слушанием.

«Короче говоря, OFC посылает сигналы в слуховую кору, когда приходит время обратить более пристальное внимание на звуки», — сказал Карас. «Неясно, посылаются ли сигналы напрямую или косвенно через промежуточную область мозга, но мы знаем, что активность в OFC имеет важное значение для того, как песчанки вели себя в наших экспериментах».

При отключении ОФК слуховая кора животных не переключалась между пассивным и активным слушанием, что нарушало их способность обращать внимание на поведенчески значимые звуки и реагировать на них.

«Если использовать более человеческую аналогию, это было бы так, как если бы я сказал вам внезапно обратить внимание на гудящий на заднем плане холодильник», — объяснил Карас. «Если ваша ОФК замолчала и не смогла послать сигнал в слуховую кору, вам может быть трудно это сделать, поскольку способность быстро изменять восприятие звука будет нарушена».

Хотя это исследование проводилось на животных, Карас говорит, что результаты могут иметь заметные последствия для здоровья и благополучия человека. Способность быстро переключать внимание на важные звуки имеет важное значение для многих повседневных действий, включая общение с другими людьми и ориентирование в оживленных или опасных местах.

«Мы только начинаем понимать, как мозг настраивает слуховую чувствительность в ответ на внезапные изменения в поведенческих контекстах. Мы планируем изучить, как именно ОФК взаимодействует со слуховой корой , и посмотреть, можно ли усилить связь и улучшить слух», — сказал Карас.

«Эта работа открывает исследователям и специалистам в области здравоохранения путь к разработке более совершенных стратегий улучшения слуха как у здоровых людей, так и у людей с сенсорными нарушениями».