Российские ученые выяснили, что человеческий мозг может улавливать разницу между очень похожими звуковыми сигналами во время пассивного прослушивания. Работа специалистов по нейробиологии поможет обнаруживать нарушения работы мозга, например при болезнях Альцгеймера или Паркинсона. Исследование опубликовано в журнале Neuropsychologia.
Ученым из НИУ ВШЭ и Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН стало известно, что слуховая система человека может распознавать звуки подсознательно. Это означает, что мозг способен различать похожие звуки, даже если человек этого не осознает.
В ходе исследования ученые провели эксперимент, в котором приняли участие 20 человек, не имеющих заболеваний, связанных с работой мозга или слухового аппарата. Испытуемые слушали разные звуки, а исследователи с помощью электроэнцефалограммы замеряли изменения активности мозга. При этом, звуки, которые слушали испытуемые, были очень похожи: участники эксперимента осознанно могли отличить их с небольшой вероятностью — 40%.
Сначала добровольцы слушали последовательность из трех очень похожих друг на друга звуков. При этом они должны были нажимать клавишу каждый раз, когда понимали, что звуки разные. При первом прослушивании чаще всего повторялся лишь один звук, а два других — редко. При втором последовательность стала гораздо сложнее. Теперь звуков было пять, один из которых отличался, а в другой группе все сигналы были одинаковыми.
Всего в эксперименте использовались два типа групп последовательностей: в первой часто повторялись группы из одинаковых звуков и редко — с отличным сигналом в конце, а во втором чаще были группы с разными звуками и редко — с одинаковыми. Такие последовательности называются «с нарушением локальной регулярности» и «с нарушением глобальной регулярности». На них мозг реагирует по-разному, а значит, и электроэнцефалограмма регистрирует разные потенциалы — очень слабые изменения в электрической активности мозга.
Когда человек прослушивает звуковые последовательности с нарушением локальной регулярности, прибор регистрирует потенциалы негативности рассогласования (НР) и P3a. Эти потенциалы реагируют на отклоняющиеся от «нормы» (ряда чаще всего повторяющихся звуков) сигналы. Нарушение глобальной регулярности вызывает в мозге потенциал P3b.
«Мы усложнили звуковую последовательность, предположив, что это упростит распознавание звуков. Мы бы увидели это по увеличению амплитуды потенциалов. Но результат получился неожиданным. Вместо потенциала P3b при нарушении глобальной регулярности возникал потенциал N400. Он связан с осознанной обработкой информации, однако может возникать и при непроизвольном внимании. Появление этого потенциала свидетельствует о процессе скрытого, неосознанного обучения, которое постоянно происходит в нашей жизни», — комментирует Ольга Мартынова, руководитель исследования, старший научный сотрудник Института когнитивных нейронаук и академический руководитель программы «Когнитивная нейробиология» НИУ ВШЭ.
Обнаружение потенциала N400 показывает, что человеческий мозг создает модель окружающей среды на основании собственного опыта и опирается на предсказания, для того чтобы оптимизировать свою работу. При этом если мозг сталкивается с отклонением, то наша «база данных» обновляется. Этот процесс неосознанного обучения помогает адаптироваться к окружающему миру.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
