Летучие мыши обрабатывают звуки для многозадачности

Исследователи впервые увидели разделение слуховых задач на уровне отдельных нейронов в мозге летучих мышей. Это открытие, опубликованное в European Journal of Neuroscience, помогает понять, как мозг одновременно обрабатывает навигационные и социальные звуки.

Исследование и метод

Джагмит Канвал, доктор философии, из Медицинского центра Джорджтаунского университета, провёл эксперименты на бодрствующих летучих мышах. В мозг животным вводили тонкий вольфрамовый электрод (тоньше человеческого волоса) и записывали активность нейронов в левом и правом полушариях. Мышам проигрывали набор видовоспецифичных звуков: сигналы эхолокации и социальные коммуникационные позывки.

Ключевые результаты

• Разделение задач: Нейроны в правой коре головного мозга сильнее реагировали на сигналы эхолокации, чем на коммуникационные звуки. На левой стороне нейроны были более чувствительны к изменениям громкости позывок.
• Комбинационная чувствительность: Нейроны на обеих сторонах мозга сильно реагировали на комбинацию частей эхолокационного сигнала (исходящий импульс и возвращающееся эхо), но слабо — на каждую часть по отдельности. Это указывает на функциональную специализацию для эхолокации.
• Асимметрия для коммуникации: Только нейроны на левой стороне мозга демонстрировали аналогичную специализацию (комбинационную чувствительность) для обработки социальных позывок других летучих мышей.

Значение и выводы

Исследование показывает, что полушария мозга «соединены» по-разному, создавая «асимметричный мозг»:

• Левое полушарие эффективнее обрабатывает речь или речеподобные коммуникационные звуки.
• Правое полушарие обрабатывает небольшие изменения высоты тона в навигационных сигналах, подобные мелодическому контуру.

Это явление, известное как комбинационная чувствительность, вероятно, лежит в основе того, как люди воспринимают комбинации фонем как слоги или слова. Понимание неврологической основы обработки речи и музыки критически важно для помощи при нарушениях коммуникации у детей (например, дислексии) и восстановления после инсульта.