Мозг начинает готовиться к восприятию звуков задолго до того, как у ребенка начинают полноценно работать органы слуха. К такому выводу пришли ученые из Университета Джонса Хопкинса — их исследование, опубликованное в журнале Science Advances, раскрывает ранее неизвестный механизм формирования слуховой системы еще до рождения. Работа проводилась на модели новорожденных мышей: у этих животных ушные каналы закрыты в первые недели жизни, поэтому они временно не способны воспринимать внешние звуки. Такая особенность сделала мышей удобной моделью для изучения того, как мозг формирует нейронные связи, необходимые для слуха, в отсутствие акустического воздействия извне.
В ходе экспериментов исследователи фиксировали активность мозга молодых мышей в моменты, когда те издавали писк. Оказалось, что слуховая кора реагировала на сигналы даже при отсутствии слуха — то есть информация поступала не из уха. Ученые выявили особую «зону контроля вокализации» в лобной коре: она активизируется, когда животное двигается или подает голос, и отправляет сигналы напрямую в слуховую кору. Таким образом мозг как будто «тренируется» обрабатывать звук еще до того, как начнет воспринимать его из внешнего мира.
Процесс вокализации стимулирует активность слуховой системы. Мы обнаружили, что «писк» — или, скорее, двигательная программа, вызывающая писк, — передается в слуховую кору головного мозга по прямым нейронным цепям до того, как туда поступает информация от ушей.
Этот скрытый нейронный «кратчайший путь», обходящий слуховые органы, помогает мозгу заранее активировать цепи, связанные со слухом. По мнению исследователей, аналогичный механизм может действовать и у человека: например, орально‑лицевые движения плода (вроде шевеления губами) способны запускать похожую внутреннюю активность. Это может объяснять, почему новорожденные уже готовы узнавать голос матери и отличать речь от других звуков.
Результаты работы важны не только для понимания нормального развития слуха и речи, но и для изучения ряда нарушений — в том числе расстройств аутистического спектра, шизофрении и нарушений слуха центрального генеза, при которых формирование подобных нейронных путей может идти неправильно. Авторы подчеркивают, что на ранних этапах развития слуховая кора «пробуждается» моторными сигналами — именно они закладывают основу ее будущей сенсорной роли. Теперь команда планирует выяснить, насколько критичен этот путь для нормального становления слуха и что происходит, если он нарушается.
Ранее Наука Mail рассказывала, что младенцы могут различать отдельные голоса в общем шуме.