Για να διασφαλιστεί ότι ένα ποντίκι ακούει τους ήχους μιας κοντινής γάτας καλύτερα από ό, τι ακούει τους ήχους των δικών της βημάτων, ο εγκέφαλος του ποντικιού έχει ένα ενσωματωμένο κύκλωμα ακύρωσης θορύβου. Είναι μια άμεση σύνδεση από τον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου στον ακουστικό φλοιό που λέει ουσιαστικά: “τρέχουμε τώρα, δεν δίνουμε σημασία στον ήχο των βημάτων μου”.
“Αυτό που έχει ιδιαίτερη σημασία σε αυτή τη διαδικασία ακύρωσης είναι ότι ο εγκέφαλος μαθαίνει να απενεργοποιεί τις απαντήσεις σε προβλέψιμους ήχους που παράγονται από τον εαυτό του”, δήλωσε ο Richard Mooney, καθηγητής νευροβιολογίας του George Barth Geller. “Μπορείτε να παρακολουθήσετε καθώς αυτές οι απαντήσεις εξαφανίζονται ως συνάρτηση του χρόνου και της εμπειρίας.”
Τα ευρήματα, τα οποία εμφανίζονται νωρίς την Τετάρτη στη Φύση , προέρχονται από μια σειρά δύσκολων πειραμάτων, συμπεριλαμβανομένης της εγκατάστασης “εικονικής πραγματικότητας ποντικιού”.
Αυτό το κύκλωμα εγκεφάλου λειτουργεί διαφορετικά από τα ακουστικά ακύρωσης θορύβου, αλλά τα αποτελέσματα είναι παρόμοια. Τα ακουστικά παρακολουθούν το θόρυβο περιβάλλοντος γύρω από τον ακροατή και στη συνέχεια παράγουν ήχους που αντικατοπτρίζουν τις εικόνες αυτών των ηχητικών κυμάτων για να τα ακυρώσουν. Ομοίως, ο ακουστικός φλοιός του εγκεφάλου λαμβάνει ένα σήμα απευθείας από τον κινητικό φλοιό που λέει στους ανασταλτικούς νευρώνες του να εκμηδενίσει επιλεκτικά τους ήχους που έχει μάθει ότι θα προέρχονται από μια συγκεκριμένη κίνηση.
Για να λειτουργήσει αυτό το σύστημα, δεν μπορεί να εξαρτάται αποκλειστικά από την είσοδο από τα αυτιά, είπε ο Mooney, “επειδή από τη στιγμή που το ακουστικό σήμα από το αυτί επεξεργάζεται ο εγκέφαλος, είναι παλιά νέα”.
Στην πραγματικότητα, ο φλοιός του κινητήρα στέλνει το σήμα ακύρωσης στον ακουστικό φλοιό παράλληλα με την εντολή μιας κίνησης, μια διαδικασία τόσο γρήγορη ώστε η ακύρωση στον ακουστικό φλοιό να είναι στην πραγματικότητα προβλεπτική. “Δεν ακούγεται ο ήχος του πρώτου βήματος”, δήλωσε ο David Schneider, πρώην ερευνητής του Duke στο εργαστήριο του Mooney, ο οποίος είναι πλέον βοηθός καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης.
«Θα είχαμε έναν δύσκολο χρόνο να δουλέψουμε στον φυσικό κόσμο, αν δεν μπορούσαμε να προβλέψουμε τις αισθητηριακές συνέπειες της μετακίνησης σε αυτό», δήλωσε ο Mooney, ο οποίος έχει μελετήσει επίσης τη σχέση μεταξύ του ακουστικού φλοιού και του κινητικού φλοιού καθώς τα πτηνά μαθαίνουν να τραγουδώ.
Για να παρακολουθήσουν το κύκλωμα, ο Schneider και ο Duke μεταπτυχιακός φοιτητής Janani Sundararajan εκπαιδεύτηκαν ποντίκια για να συνδέσουν έναν τεχνητό τόνο με τα πόδια τους. Καθώς τα ποντίκια περπατούσαν ή έτρεχαν σε ένα διάδρομο σε αυτό το πείραμα “εικονικής πραγματικότητας”, το τέμενος του τόνος ταιριάζει με κάθε πικ-ποτ.
“Αποφασίσαμε να κάνουμε τον ήχο όσο το δυνατόν τεχνητό για να πιέσουμε τον εγκέφαλο του ποντικιού πέρα από αυτό που εξελίχθηκε να κάνει”, δήλωσε ο Schneider. Οι Schneider και Sundararajan παρακολούθησαν τον εγκέφαλο του ποντικιού ως συνάψεις που ο κινητικός φλοιός κάνει στον ακουστικό φλοιό αλλάξει καθώς μάθαινε να ακυρώνει έναν προβλέψιμο θόρυβο που σχετίζεται με την κίνηση. Ήταν σε θέση να εντοπίσουν τους ανασταλτικούς νευρώνες που απάντησαν στον τεχνητό τόνο για να ακυρώσουν το σήμα του, “ακριβώς όπως η ακύρωση θορύβου”, δήλωσε ο Schneider.
Για να επιβεβαιώσουν αυτό που είδαν, ο Sundararajan έκανε μια σειρά πειραμάτων συμπεριφοράς στα οποία τα ποντίκια διδάχθηκαν να αναζητούν ανταμοιβή αφού άκουσαν δύο διαφορετικούς τόνους. Στη συνέχεια τα εκπαιδεύει στο διάδρομο όπως και πριν για να συνδέσει έναν από αυτούς τους τόνους με το περπάτημα. Μετά την προπόνηση, τα ποντίκια ανίχνευσαν τον μη συσχετισμένο τόνο καλύτερα από τον τόνο «περπάτημα» όταν πραγματικά περπατούσαν, παρόλο που ανίχνευαν και τους δύο τόνους εξίσου καλά όταν στέκονταν ακόμα. “Ο εγκέφαλος θα ήταν μάλλον πιο ευαίσθητος στους θορύβους εκτός από εκείνους που κάνουμε”, δήλωσε ο Sundararajan. Για ένα ποντίκι που περπατάει από μια κοντινή γάτα, θα ήταν θέμα επιβίωσης.
Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον ΚόσμοΑκολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube
