Исследование тропических лягушек проливает свет на расстройства слуха и внимания у человека

Исследование Гамильтона Фарриса, PhD, доцента нейронаук и отоларингологии в LSU Health Sciences Center New Orleans, раскрывает новую информацию о том, как тунгарские лягушки в тропическом лесу слышат, сортируют и обрабатывают звуки. Этот процесс очень похож на человеческий.

Полученные знания могут быть применимы к коммуникативным расстройствам, связанным с потерей слуха и дефицитом внимания. В исследовании, опубликованном онлайн в Nature Communications 2 августа 2011 года, участвовал доктор Майкл Райан из Университета Техаса в Остине.

"Важный компонент успешной коммуникации — способность определить, какой из многих источников посылает сигнал", — объясняет доктор Фаррис. — "В слуховой нейронауке это называется 'проблемой коктейльной вечеринки'. Хороший пример ошибки в определении источника — выступление чревовещателя".

Чтобы понять, как мозг решает эту проблему — присваивает звуки их правильному источнику в шумной среде с несколькими источниками — исследователи выбрали для изучения тунгарскую лягушку. В отличие от других видов, она легко демонстрирует это сложное поведение. Способ её коммуникации также является преимуществом для науки. Самцы производят сложные крики (не просто повторяющиеся ноты), состоящие из двух речеподобных компонентов: похожего на гласный звук "whine" и похожего на согласный "chuck".

Для самок тунгарских лягушек правильно присвоить компоненты криков самцам особенно сложно, потому что самцы поют группами, создавая перекрывающиеся крики, которые приводят к перцептивным ошибкам, как на коктейльной вечеринке. Однако для самки, ищущей партнёра, крайне важно точно отличить предпочитаемого самца от всех остальных.

Используя лаборатории Смитсоновского института тропических исследований в Панаме, доктора Фаррис и Райан исследовали два типа параметров крика — пространственное разделение и синтаксис — как потенциальные ключи для правильного определения источника.

Интересно, что они обнаружили: лягушки, как и люди, используют относительные сравнения для формирования слуховых групп, которые приписываются одному источнику. Это значит, они берут доступные звуки и группируют наиболее похожие. И они с большей вероятностью объединят два компонента с наименьшими относительными различиями в параметрах. Это гибкая стратегия, которую люди также используют в некоторых условиях.

"Таким образом, в шумной, сложной среде когнитивное решение основано не на абсолютных правилах стимула, а на сравнении всех звуков с последующим выводом об их источниках", — заключает доктор Фаррис. — "Основываясь на нашем исследовании, мы теперь лучше понимаем, как акустические сигналы используются для решения проблемы. Это понимание будет направлять научные разработки для решения коммуникативных проблем, связанных с нарушениями слуха и расстройствами внимания".