fbpx

Odkryto „śpiewające neurony”. Aktywują się wyłącznie podczas słuchania piosenek

W jaki sposób nasze mózgi odbierają muzykę? Naukowcom udało się zidentyfikować grupę wyspecjalizowanych neuronów, które aktywują się wyłącznie wtedy, gdy słyszymy śpiew.

Muzyka towarzyszy ludziom od zawsze. Znaleziska archeologiczne potwierdzają, że na fletach grali już neandertalczycy, najstarsze znalezione instrumenty mają ponad 40 tys. lat. Muzyka jest również fenomenem obecnym w każdej ludzkiej społeczności. O tym, jak mocno wpisana jest w ludzką naturę, dużo mówią reakcje niemowlaków, które posiadają pewne uniwersalne, niezależne od kultury preferencje.

Wolą np. wykonania związane z tak zwanym śpiewem skierowanym do dzieci (z ang. infant directed singing), obecne głównie w kołysankach i piosenkach dziecięcych. Śpiew tego rodzaju wykazuje wiele międzykulturowych podobieństw.

Wspólne śpiewanie uruchamia również wydzielanie endorfin, a w przypadku seniorów zwiększa poczucie przynależności do grupy, pomaga w rozwoju osobistym, wspiera wychodzenie z depresji czy utrzymanie dobrostanu psychologicznego na ostatnim etapie życia. Słuchanie muzyki redukuje również ból u chorych na raka.

Psychologiczne aspekty muzyki doczekały się wielu prac i badań, jednak do tej pory wiedza o tym, jak mózg interpretuje muzykę, była pełna luk. Sytuacja zaczęła się zmieniać w 2015 r.
W przeprowadzonym wtedy badaniu naukowcy za pomocą fMRI przyglądali się aktywności mózgów osób, które słuchały zbioru 165 dźwięków.

Repertuar był szeroki — obejmował wiele rodzajów mowy i muzyki, a nawet dźwięki z życia codziennego jak pstrykanie palcami czy szczekanie psa. Na potrzeby pionierskiego badania  opracowano nowatorską metodę analizy danych, która pozwoliła zidentyfikować w korze słuchowej sześć grup neuronów o różnych wzorcach aktywności, w tym grupę reagującą wyłącznie na muzykę oraz kolejną, która reagowała tylko na mowę.

Zespół ekspertów powrócił teraz do tego tematu, a wyniki swoich badań opublikował na łamach „Current Biology”.

Po raz pierwszy zidentyfikowano grupę neuronów aktywujących się wyłącznie w odpowiedzi na śpiew. Tym razem z pomocą również przyszła innowacyjna metoda.

Dokładność pomiaru i nowe możliwości

W najnowszej pacy naukowcy po raz pierwszy w tego typu badaniach zastosowali dokładniejszą metodę – elektrokortykografię, w której elektrody pomiarowe są przykładane bezpośrednio do kory mózgowej. Badania przeprowadzono na grupie chorych cierpiących na epilepsję. Ze względu na inwazyjność metody nie ma możliwości jej zastosowania w przypadku osób zdrowych.

Elektrokortykografia daje jednak dużo dokładniejszy obraz.

— W przypadku większości metod stosowanych w neuronauce nie można zobaczyć reprezentacji neuronalnych. Większość danych, które możemy zebrać, może nam powiedzieć jedynie, że fragment mózgu za coś odpowiada. To dość ograniczona wiedza — komentuje autorka pracy Nancy Kanwischer.

Dzięki nowej metodzie udało się zidentyfikować nową grupę neuronów.

Neurony znajdujące się w korze słuchowej wydają się reagować na specyficzne połączenie głosu i muzyki, ale nie na mowę czy muzykę instrumentalną. Odkrycie zaskoczyło samych naukowców.

„Śpiewające neurony”

W celu dokładnego zlokalizowania neuronów opracowano metodę, która połączyła dane z elektrokortykografii z danymi z fMRI z badania przeprowadzonego w 2015 roku. FMRI obejmuje większą część mózgu, co pozwoliło na dokładniejsze określenie lokalizacji neuronów reagujących na śpiew.

Jak podkreśla pierwszy autor pracy Sam Norman-Haignere: – Kiedy zastosowaliśmy tę metodę do zestawu danych, okazało się, że określony wzorzec odpowiedzi neuronalnej reaguje wyłącznie na śpiew.

— To odkrycie, którego naprawdę się nie spodziewaliśmy. W dużym stopniu uzasadnia ono sens nowego podejścia, które polega na ujawnianiu potencjalnie nowych zjawisk — komentuje Kanwischer

— Istnieje grupa neuronów, która reaguje na śpiew, a tuż obok znajduje się inna grupa, która reaguje na wiele rodzajów muzyki. Znajdują się tak blisko siebie, że za pomocą fMRI nie można ich rozdzielić, ale dzięki elektrokortykografii uzyskujemy dodatkową rozdzielczość, co jak sądzimy, pozwoliło nam tego dokonać — dodaje.

Neurony, które uaktywniają się wyłącznie w przypadku piosenek, znajdują się w górnej części płata skroniowego, w pobliżu obszarów, które są odpowiedzialne za język i muzykę. Lokalizacja sugeruje, że neurony mogą reagować na takie cechy jak postrzegana wysokość dźwięku czy zależności między słowami a wysokością dźwięku. Dopiero potem informacje są wysyłane do kolejnych obszarów mózgu w celu ich zinterpretowania.

Muzyka jest więc odbierana przez różne grupy  wyspecjalizowanych neuronów. Na razie udało się odkryć te odpowiedzialne za ludzki śpiew. Ich dokładna funkcja nie jest jednak poznana. Jak podkreślają eksperci, temat wymaga dalszych badań.

Dodaj komentarz