Белый шум и оптогенетика улучшили слух

Джурич Владан

Группа исследователей в области нейронауки доказали, что белый шум позволяет отличать различные звуки. Такое явление связано с особенностью строения нейронов слуховой коры. Ученые из Швейцарии выяснили, как влияет белый шум на качество слуха. Результаты опубликованы в научном журнале Cell Reports.

Эксперимент проводился в специальной лаборатории, где группа испытуемых прослушивала различные звуки. Ученые использовали практически одинаковую частотность, которая практически не отличала звуковые композиции друг от друга. Эксперименты проводились на мышах.

Что показал эксперимент

Ученые убедились, что на прослушивание звуков влияет не только особенное строение головного мозга, но и оптогенетическая активация нейронов, отвечающая за восприятие звуков.

Для изучения изменений звуковых композиций ученые более детально исследование поведения мозговой подкорки. На самом деле в процессе прослушивания звуков задействованы все процессы, отвечающие за слух.

В ходе экспериментов выяснилось, что существует ряд принимающих сигналов, которые отвечают за восприятие звука. Как оказалось, принимающими сигналами может быть сетчатка глаза и клетки уха.

Ученые отметили, что изменения восприятия звуков зависит от частоты и количества поступающих сигналов. В слуховой системе основной поступающих сигнал — это частота услышанного звука.

Примечательно, что клетки уха могут быть весьма мобильными — чувствовать тонкие или фоновые шумы. Другими словами, сложная система может быстро адаптироваться под разную частотность звуков.

Как проводился эксперимент

В ходе экспериментов на мышах было продемонстрировано 37 звуков с частотностью от 4 Герц до нескольких десятков Килогерц. Уровень громкости всех звуков был одинаковым — 60 децибел, а длительность звуковой композиции — около 40-50 миллисекунд.

Ученые установили в мышах электроды, которые передавали данные о работе мозговой подкорки и слуховой коры. На основе этих данных измерялся потенциал слуховой системы.

Как оказалось, наличие белого шума при прослушивании уменьшает потенциал слуховой коры. При этом слуховая система пытается быстрее адаптироваться при появлении белого шума. На восприятие звуков отрицательных реакций не было обнаружено.

Ученые также провели дополнительные тесты при помощи методики go/no go. На ее основе исследователи анализировали поведение слуховой системы мышей при подаче определенного звука. В эксперименте ученые обучали мышей получать капельки молока во время подачи определенной звуковой композиции.

Оказалось, что при введении белого шума в звук слуховая система начинала лучше различать звуки практически одинаковой частотности. После этого были проведены эксперименты на основе оптогенетики — намеренной стимуляции нейронов. При использовании белого света работа слуховой системы была также улучшена. Результаты получились идентичными.

Использование в медицине

Эксперимент направлен на использование белого шума в медицине. Известно, что белый шум используется для восстановления слуха после травм. В ранних исследованиях было доказано, что прослушивание белого шума с повышенной интенсивностью и длиной шума активирует реорганизационную функцию нейронов, в результате чего слух не ухудшается.