Некоторые части нашего мозга, которые обрабатывают звук, имеют отдельную точку для каждой высоты звука, как клавиатура на пианино. Одна часть – слуховая часть таламуса – даже обрабатывает каждый звук на двух «клавиатурах» рядом друг с другом. Это одно из открытий, сделанных исследователем мозга Мишель Морел из Маастрихтского университета при проведении измерений обработки человеческого звука в Центре исследований магнитного резонанса (CMRR) в Миннеаполисе (США) при финансовой поддержке Rubicon от NWO Social Sciences.
Результаты недавно были опубликованы в Scientific Reports.
Сверхсильное магнитное поле
Мишель Мурель исследовала, как люди обрабатывают звук в двух небольших подкорковых, расположенных под корой головного мозга, областях человеческого мозга. Эти нижние бугорки, которых у каждого по два, и слуховая часть таламуса являются частью слуховой системы головного мозга. Поскольку размер этих участков составляет всего несколько кубических миллиметров, Мурель использовал МРТ-сканеры со сверхсильным магнитным полем силой 7 Тесла. Благодаря этому исследователи смогли наблюдать как мозг, так и мозговые процессы с гораздо более высоким разрешением, чем это возможно с помощью обычных МРТ-сканеров.
Мурел: «В Нидерландах тоже есть такие мощные сканеры, но в CMRR я мог бы поучиться у экспертов в этой области. Мы до сих пор так мало знаем о тех областях человеческого мозга, которые имеют дело со звуком. Об этом известно гораздо больше у животных. Однако то, что происходит в человеческом мозгу, намного сложнее. Ведь мы обрабатываем замысловатые звуки таким разговорным языком и музыкой. Как именно мы можем это сделать, пока в значительной степени неизвестно.’
Во время эксперимента испытуемые в сканере МРТ слышали широкий спектр звуков, таких как музыка, звуки животных и речь. Эти звуки исходили из разных мест по отношению к участнику. Исследование показало, что звуки, исходящие слева, обрабатывались в правом нижнем бугорке и таламусе, и наоборот. Этот результат не был удивительным, поскольку предыдущие исследования на животных также показали, что это так.
Однако исследователи обнаружили кое-что еще. Как в нижних бугорках, так и в таламусе обработка звука организована тонотопически, другими словами, по высоте звука. Каждая часть исследуемых участков наиболее сильно реагировала на определенную частоту звука. Исследователи могли видеть это, потому что в этот момент соответствующая часть потребляла больше всего кислорода. Было обнаружено, что последовательные высоты звука обрабатываются рядом друг с другом аналогично клавишам пианино. Еще более поразительно: в нижних бугорках есть единое представление («полная клавиатура») для всех высот, а в слуховой части таламуса – две из этих «клавиатур». Почему в таламусе происходит двойная обработка каждого шага, неясно.
Это первое исследование обработки звука в слуховом таламусе. В прошлом исследователи мозга всегда уделяли больше внимания обработке изображений в мозгу, а не звуку.