کشف نقش جدید مغز در شنیدن و یادگیری!

تحقیقات جدید درباره پردازش صدا در مغز انسان

آیا تا به حال متوجه شده‌اید که وقتی روی صدای یخچال تمرکز می‌کنید، ناگهان صدای آن را در پس‌زمینه می‌شنوید؟ یا چگونه صدای نام شما حتی در یک جمع شلوغ به سرعت توجه شما را جلب می‌کند؟ مغز انسان به طرز شگفت‌انگیزی قادر است آنچه را که می‌شنویم، بر اساس زمینه‌ها، مانند محیط فعلی یا اولویت‌های ما، تنظیم کند. اما هنوز مشخص نیست که مغز چگونه به ما کمک می‌کند تا صداها را شناسایی، فیلتر و به آن‌ها واکنش نشان دهیم. اکنون، زیست‌شناسان دانشگاه مریلند یک قدم به حل این معما نزدیک‌تر شده‌اند.

این محققان با استفاده از یک مدل حیوانی دریافتند که کورتکس اوربیتوفرونتال (OFC)، ناحیه‌ای از مغز که با تصمیم‌گیری مرتبط است، اما معمولاً به شنوایی مربوط نمی‌شود، نقش مرکزی در کمک به کورتکس شنوایی (مرکز اصلی شنوایی مغز) برای سازگاری با زمینه‌ها یا وضعیت‌های متغیر ایفا می‌کند. یافته‌های این تیم در تاریخ ۱۱ ژوئیه ۲۰۲۴ در مجله Current Biology منتشر شد.

ملیسا کاراس، استادیار زیست‌شناسی دانشگاه مریلند و نویسنده ارشد این مقاله، توضیح داد: “شنوایی ما فقط به صداهای اطراف ما بستگی ندارد، بلکه به شدت به آنچه که در حال انجام آن هستیم و آنچه در آن لحظه برای ما مهم است، وابسته است.” او افزود: “درک مکانیزم‌های عصبی مسئول این تنظیمات می‌تواند به درک بهتر و درمان‌های بالقوه اختلالات توسعه عصبی مانند اوتیسم، دیسلکسی یا اسکیزوفرنی که در آن‌ها تنظیم حسی به هم می‌خورد، منجر شود.”

برای بررسی دقیق‌تر مدارهای مغزی درگیر در فرآیند شنوایی، محققان به جربیل‌ها، پستانداران کوچکی که سیستم شنوایی پایه آن‌ها مشابه انسان‌هاست، روی آوردند. این حیوانات در دو زمینه مختلف در معرض الگوهای صوتی قرار گرفتند. در یک زمینه، حیوانات به صداها به صورت غیرفعال گوش می‌دادند و نیازی به انجام هیچ کاری نداشتند. در زمینه دیگر، حیوانات باید در پاسخ به صداهایی که می‌شنیدند، اقدام خاصی انجام می‌دادند.

نقش OFC در تغییر حالت شنیداری

با ضبط و دستکاری فعالیت مغزی حیوانات، تیم تحقیقاتی متوجه شد که ناحیه قشری پیشانی میانی (OFC) به حیوانات کمک می‌کند تا بین شنیدن غیرفعال و فعال تغییر وضعیت دهند. کاراس گفت: «به طور خلاصه، OFC سیگنال‌هایی به قشر شنوایی ارسال می‌کند زمانی که وقت آن است که به صداها توجه بیشتری کنیم.» او ادامه داد: «مشخص نیست که آیا این سیگنال‌ها به طور مستقیم یا از طریق یک ناحیه واسط مغزی به صورت غیرمستقیم ارسال می‌شوند، اما ما می‌دانیم که فعالیت در OFC برای رفتار جربیل‌ها در آزمایش‌های ما ضروری است.»

زمانی که OFC خاموش شد، قشر شنوایی حیوانات نتوانست بین شنیدن غیرفعال و فعال تغییر کند و این امر توانایی آن‌ها را در توجه و واکنش به صداهای مرتبط با رفتار مختل کرد. کاراس توضیح داد: «اگر بخواهیم یک تشبیه انسانی بزنیم، این‌گونه است که من به شما بگویم ناگهان به همهمه یخچال‌تان در پس‌زمینه توجه کنید.» او افزود: «اگر OFC شما خاموش باشد و نتواند سیگنالی به قشر شنوایی ارسال کند، ممکن است در این کار دچار مشکل شوید، زیرا توانایی تغییر سریع در درک صدا برای شما مختل خواهد شد.»

اگرچه این مطالعه در حیوانات انجام شده است، کاراس می‌گوید که یافته‌ها ممکن است پیامدهای قابل توجهی برای سلامت و رفاه انسان‌ها داشته باشد. «توانایی تغییر سریع توجه به صداهای مهم برای بسیاری از فعالیت‌های روزمره از جمله ارتباط با دیگران و حرکت در محیط‌های شلوغ یا خطرناک ضروری است.»

کاراس ادامه داد: «ما تازه شروع به درک چگونگی تنظیم حساسیت شنوایی مغز در پاسخ به تغییرات ناگهانی در زمینه‌های رفتاری کرده‌ایم. ما قصد داریم دقیقاً بررسی کنیم که OFC چگونه با قشر شنوایی ارتباط برقرار می‌کند و ببینیم آیا امکان تقویت این ارتباط و بهبود توانایی شنوایی وجود دارد یا خیر.»

او همچنین گفت: «این کار راه را برای محققان و متخصصان بهداشت و درمان هموار می‌کند تا استراتژی‌های بهتری برای بهبود شنوایی در افراد سالم و همچنین کسانی که دچار نقص حسی هستند، توسعه دهند.»

این تحقیق با حمایت مؤسسه‌های ملی بهداشت (جوایز شماره R00DC016046 و R01DC020742) انجام شده است.