Исследователи из Университета Эмори выявили удивительный механизм в мозгу мышей-мышей, который фокусирует их внимание на криках детенышей мышей. Их исследование, опубликованное 11 июня в Neuron, показало, что высокочастотные звуки детенышей мышей выделяются в слуховой коре матери, подавляя активность нейронов, более приспособленных к звукам более низкой частоты.
"Предыдущие исследования были сосредоточены на том, как возбуждение нейронов может обнаруживать или интерпретировать звуки, но это исследование показывает ключевую роль, которую торможение может играть в реальных ситуациях," сказал Роберт Лю, доцент биологии и старший автор исследования.
В 2007 году Лю и его коллеги первыми продемонстрировали, что поведенческий контекст, в котором слышны звуки общения, влияет на способность мозга обнаруживать, различать и реагировать на них. В частности, исследователи обнаружили, что слуховые нейроны самок мышей, которые родили, были лучше в обнаружении и различении вокализации у детенышей мышей, чем слуховые нейроны у девственных самок.
Эксперименты на бодрствующих мышах
Хотя этот эксперимент был проведен на наркозных мышах, текущее исследование лаборатории Лю – первое, в котором регистрируется активность нейронов в слуховой коре головного мозга бодрствующих мышей. В исследовании использовались как самки мышей, которые родили, так и девственные самки мышей, не имеющие опыта ухода за детенышами мышей.
Под воздействием высокочастотных свистков детенышей мышей, которые попадают в диапазон от 60 до 80 килогерц, большая площадь нейронов в слуховой коре головного мозга материнских мышей подавлялась сильнее, чем у девственных мышей. Однако характер возбуждения нейронов был похож как у матери, так и у девственницы.
"Что-то другое происходит в мозгу матерей, когда они обрабатывают один и тот же звук, и эта разница постоянна," Лю сказал. "Подавление нейронов, по-видимому, увеличивает контраст в звуке детенышей мышей, поэтому они больше выделяются в акустической среде."
Демонстрация нейронной пластичности
Исследования Лю сосредоточены на том, как мозг эволюционирует, чтобы обрабатывать звуки в естественной среде. "Понимая нормальное функционирование слуховых процессов в головном мозге, мы можем начать понимать, что нарушается в болезненных ситуациях, например, после инсульта или поражения мозга," он сказал.
До недавнего времени было широко распространено мнение, что слуховая кора действует просто как статический фильтр и что нижележащие области мозга выполняют сложную задачу по обучению распознаванию смысла звуков.
"Наши эксперименты помогают продемонстрировать, что даже на этой относительно ранней стадии корковой обработки звука ответы динамичны," Лю сказал. "Слуховая кора обладает пластичностью, поэтому звуки, которые становятся для нас актуальными с точки зрения поведения, могут быть оптимизированы."
Он добавил, что необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, вызваны ли изменения в мозге материнских мышей гормональными сдвигами, поведенческим опытом ухода за детенышами или и тем, и другим.
Источник: Университет Эмори (новости: в сети)