Skip to content Skip to footer

Podaruj 1% podatku

ORION ORGANIZACJA SPOŁECZNA
KRS 0000499971

Szum to nie jest zawsze zły komponent hałasu. Nawet ciche dźwięki otoczenia nie mają tego samego efektu co biały szum. Na tle ciągłego, białego szumu słyszenie czystych dźwięków staje się jeszcze bardziej precyzyjne. Tak wykazali naukowcy z Uniwersytetu w Bazylei w badaniu opublikowanym na łamach Cell Reports. Ich odkrycia można zastosować w dalszym rozwoju implantów ślimaków – części ucha wewnętrznego.

Pomimo tego, jak ważny jest słuch w komunikacji międzyludzkiej, nadal stosunkowo niewiele rozumiemy z tego, jak odbierane są sygnały akustyczne i jak są one przetwarzane, abyśmy mogli nadać im sens. Jedno jest jednak jasne – im dokładniej potrafimy rozróżnić wzorce dźwiękowe – tym lepszy jest nasz słuch. Ale jak mózg potrafi rozróżnić istotne i mniej istotne informacje – zwłaszcza w środowisku z hałasem w tle?

Odkrywanie “mózgu słuchowego”

Naukowcy pod kierunkiem prof. dr Tani Rinaldi Barkat z Wydziału Biomedycyny Uniwersytetu w Bazylei zbadali neuronalne podstawy percepcji i odrzucenia dźwięku w trudnym środowisku dźwiękowym. Skoncentrowano się na badaniach kory słuchowej – “mózgu słuchowego” – obszaru mózgu przetwarzającego bodźce akustyczne. Wzorce, które pozyskano w wynikach, pochodzą z pomiarów mózgu myszy.

Jak dobrze wiadomo, rozróżnienie między dźwiękami staje się tym trudniejsze, im bliżej są one w spektrum częstotliwości. Początkowo badacze zakładali, że dodatkowy hałas może bardziej utrudnić takie zadanie dla słuchu. Jednak zaobserwowano odwrotną sytuację – zespół był w stanie wykazać, że zdolność mózgu do rozróżnienia subtelnych różnic tonów poprawiła się, gdy do tła dźwiękowego dodano biały szum. W porównaniu z cichym otoczeniem ta forma hałasu ułatwiała percepcję słuchową.

Hałas zmniejsza aktywność neuronów

Z pozyskanych danych wynika, że biały szum hamował aktywność komórek nerwowych kory słuchowej. Paradoksalnie to tłumienie pobudzenia neuronów doprowadziło do dokładniejszego postrzegania czystych tonów. – Okazało się, że dzięki temu populacje neuronów nakładały swoją aktywność na siebie w mniejszym zakresie podczas odczytywania oddzielnych reprezentacji tonów – wyjaśnia Barkat. – W rezultacie ogólnie zmniejszenie aktywności neuronalnej dało bardziej wyraźną zdolność do rozpoznawania tonów. 

W celu potwierdzenia, że za zmianę percepcji dźwięku odpowiedzialna była cały czas kora słuchowa, a nie inny obszar mózgu, naukowcy zastosowali technikę optogenetyczną kontrolowaną światłem.

Odkrycia mogą zostać zastosowane do poprawy percepcji słuchowej w sytuacjach, w których dźwięki są trudne do odróżnienia. Według Barkat można tez to zastosować w implantach, które mogą być stymulowane efektem podobnym do białego szumu, co poprawiłoby rozdzielczość częstotliwości, a tym samym zwiększyłoby jakość słuchu u ich użytkowników.

Źródło: White Noise Background Improves Tone Discrimination by Suppressing Cortical Tuning Curves (Cell Reports 2019), University of Basel