Wenn wir sorgfältig mit jemandem hören möchten , ist das erste, was wir tun, aufhören zu reden . Das zweite, was wir tun, ist nicht mehr bewegen überhaupt. Diese Strategie hilft uns , besser zu hören , indem verhindert unerwünschte Geräusche durch eigene Bewegungen erzeugt.
Dieses Zusammenspiel von Bewegung und Anhörung hat auch ein Gegenstück tief im Gehirn . In der Tat hat indirekte Hinweise lange vorgeschlagen, dass das Gehirn die motorischen Kortex , die Bewegung steuert , irgendwie Einfluss auf die auditorischen Kortex , die zu unserer bewussten Wahrnehmung von Klang verleiht .
Eine neue Duke -Studie , die online im Natur, kombiniert modernste Methoden in der Elektrophysiologie , Optogenetik und Verhaltensanalyse , genau zu zeigen, wie die motorischen Kortex , scheinbar in Erwartung der Bewegung , können Sie die Lautstärke im auditorischen Kortex zu zwicken.
Die neuen Labormethoden erlaubt die Gruppe " über Wert von sehr leistungsfähigen , aber weitgehend Korrelat Bemerkungen eines Jahrhunderts zu erhalten, und eine neue und wirklich ein schwieriger , Kausalität getriebene Blick auf wie das Gehirn funktioniert ", sagte der Studie leitende Autor Richard Mooney Ph.D., Professor für Neurobiologie an der Duke University School of Medicine, und ein Mitglied des Duke -Institut für Neurowissenschaften .
Die Ergebnisse tragen zur Grundlagenwissen , wie die Kommunikation zwischen Motor und auditorischen Kortex des Gehirns könnte beim Sprechen oder musikalische Darbietung zu hören beeinflussen . Störungen der gleiche Schaltung kann zu akustischen Halluzinationen bei Patienten mit zu geben Schizophrenie .
Im Jahr 2013 Forscher von Mooney führte zunächst charakterisiert die Verbindung zwischen Motor und auditiven Bereichen im Mäusehirnschnittensowie bei narkotisierten Mäusen. Die neue Studie gibt Antwort auf die entscheidende Frage, wie diese Verbindungen arbeiten in einem wach , die Maus bewegen .
"Dies ist ein großer Schritt nach vorn , dass wir jetzt verhört das System in einem Tier, das frei verhalten hat ", sagt David Schneider, ein Postdoktorand in Mooney Labor .
Mooney vermutet, dass die motorischen Kortex lernt, wie man Antworten im auditorischen Kortex , um Töne , die voraussichtlich von den eigenen Bewegungen entstehen , während Erhöhung Empfindlichkeit gegenüber anderen , unerwarteten Lautstärke stummgeschaltet werden . Die Gruppe prüft diese Idee.
"Unsere erste Schritt wird sein, beginnen Sie, realistischer Situationen, in denen das Tier braucht, um die Geräusche , dass seine Bewegungen , um die Dinge , die in der Welt geschehen erkennen was zu ignorieren ", sagte Schneider .
In der aktuellen Studie verzeichnete das Team die elektrische Aktivität einzelner Nervenzellen im auditorischen Kortex des Gehirns . Immer, wenn die Maus bewegt - zu Fuß , Pflege , oder machen schrilles Quietschen - Neuronen in ihrer auditorischen Kortex wurden in Reaktion auf die Töne der Tiere spielte gedämpft , im Vergleich zu , wenn sie im Ruhezustand waren .
Um herauszufinden, ob die Bewegung direkt den auditorischen Kortex beeinflussen zu finden , durchgeführt Forscher eine Reihe von Experimenten an wachen Tieren mit Optogenetik , eine leistungsfähige Methode, die Licht verwendet, um die Aktivität der ausgewählten Populationen von Neuronen , die genetisch auf Licht sensibilisiert wurden steuern. Wie das Spiel von Telefon , das klingt das Ohr Pass geben über sechs oder mehr Relais im Gehirn vor Erreichen des auditorischen Kortex .
" Optogenetik verwendet werden, um eine bestimmte Relais in dem Netzwerk den vorletzten Knoten, der Signale an den auditorischen Cortex Relais zu betätigen , in diesem Fall werden" Mooney gesagt.
Etwa die Hälfte der Unterdrückung während der Bewegung erwies sich innerhalb des auditorischen Kortex selbst stammen . " Das sagt eine Menge Modulations los ist in der Hörrinde , und nicht nur in früheren Relais im auditorischen System " , sagte Mooney .
Genauer gesagt , das Team festgestellt, dass Bewegung stimuliert inhibitorischen Neuronen , die wiederum unterdrücken die Reaktion des auditorischen Kortex , um Töne.
Die Forscher dann gefragt, was schaltet die inhibitorischen Neuronen . Die Verdächtigen waren viele. " Die auditorischen Kortex ist wie diese riesigen Schaltstation , in der all diese verschiedenen Ein- kommen durch und sagen:" Okay, ich will den Zugang zu diesen Inter haben '", sagte Mooney . "Die Frage, die wir beantworten wollte, ist , der Zugriff während der Bewegung , sie bekommt ? "
Das Team wusste aus früheren Experimenten, die neuronalen Projektionen aus dem sekundären motorischen Kortex (M2) modulieren die auditorischen Kortex . Aber relative Beitrag M2 zu isolieren - etwas, das nicht mit der traditionellen Elektro möglich - die Forscher wieder verwendet Optogenetik , diesmal, um ein- und ausschalten Eingänge des M2 ist an den inhibitorischen Neuronen .
Einschalten M2 Eingänge reproduziert ein Gefühl von Bewegung im auditorischen Kortex , auch bei Mäusen, die Ruhe wurden , fand die Gruppe . "Wir waren das Senden einer " Hey Ich ziehe " Signal an den auditorischen Kortex ", sagte Schneider . Dann war die Wirkung des Spielens ein Ton auf der Hörrinde das gleiche wie wenn das Tier tatsächlich bewegt wurde - ein Ergebnis, das die Bedeutung von M2 bei der Modulation der Hörrinde bestätigt. Auf der anderen Seite , das Ausschalten M2 simuliert Rest im auditorischen Kortex , auch wenn die Tiere noch in Bewegung .
"Ich konnte nicht meine Aufregung enthalten , als wir zum ersten Mal sah dieses Ergebnis ", so Anders Nelson, ein Doktorand in der Neurobiologie Mooney Gruppe .