Як мозок трансформує звук у дії? Науковці дослідили механізм на мишах

Щодня люди приймають незліченну кількість рішень лише на основі звуків, які чують. Дослідники визначили, як кора головного мозку перетворює сенсорні сигнали на дії.

Про результати дослідження, опублікованого в Current Biology, повідомляє MedicalXpress.

Під час роботи вчені намагалися з’ясувати, як сенсорна інформація впливає на вибір поведінки в корі – зовнішньому шарі мозку, який формує наше свідоме сприйняття світу.

Ця частина мозку поділена на області, які виконують різні функції: сенсорні частини обробляють інформацію, отриману з довкілля, тоді як моторні зони керують нашими діями.

Сигнали, пов'язані з майбутніми діями, також з'являються в сенсорній ділянці. Однак досі не було з’ясовано, чому так відбувається.

У межах дослідження команда авторів спостерігала за поведінкою піддослідних мишей, які виконували поставлені їм завдання. Вони мали лизати праворуч або ліворуч від себе після того, як лунали звуки на різних частотах.

Після шести місяців тренувань дослідники змогли записати нейронну активність тварин під час виконання завдань.

"Враховуючи, що певні шари (ред. – мозку) зазвичай отримують сенсорну інформацію з областей мозку, а інші надсилають вхідні дані до моторних центрів, ми одночасно записували активність у шарах слухової кори.

Це було вперше здійснено в такому завданні, як наше – коли сенсорні та моторні сигнали могли бути чисто розділеними", – описує процес дослідження провідний автор роботи Альфонсо Ренарт.

Науковці відстежили, що слухові сигнали в мозку з’являлися швидко і так само швидко (приблизно через 400 мілісекунди після появи звуку) зникали. Вони розподілялися по всіх шарах кори, тоді як сигнали, пов’язані з вибором, зосереджувалися в глибших шарах цієї ділянки мозку.

Як виявилося, нейрони, які реагують звук, під час лизання також були активні. Тобто реакція на сенсорну інформацію клітин не є закріпленою, а набувається через досвід. Окремі нейрони, що відповідають за дії, вчаться підвищувати активність на основі звукових сигналів.

Разом із тим науковці припускають, що ранні сенсорні сигнали в слуховій корі не передбачають остаточного рішення щодо поведінки мишей, а самі сигнали вибору з’являються значно пізніше.

"Сенсорні сигнали в слуховій корі безпосередньо не викликають дії мишей, а сигнали вибору, які ми спостерігаємо, ймовірно, обчислюються де-інде у вищих областях мозку, залучених до планування або виконання рухів, які потім надсилають свій зворотний зв’язок до слухової кори", – зазначають автори дослідження.

Група вчених припускає, що сигнали руху можуть використовуватися мозком для інтерпретації та передачі інформації. Також вони можуть готувати мозок до очікуваних дій як відповідь на сенсорну інформацію. Так, шум під час руху переконує нас у тому, що сенсорні відчуття відповідають зміні положення тіла.

Раніше ми розповідали про нервові клітини та те, чи дійсно вони не підлягають відновленню.