Nervekredsløb lader hjernen afvise lyde, der kommer fra vores egne handlinger, og slå andre lyde, som vi er nødt til at være opmærksomme på, siger forskere.
Fotokredit: Shutterstock
Under en normal samtale justerer din hjerne konstant lydstyrken for at blødgøre lyden af din egen stemme og øge andres stemmer i rummet.
Denne evne til at skelne mellem lydene, der genereres fra dine egne bevægelser og dem, der kommer fra omverdenen, er vigtig ikke kun for at indhente vandkøler sladder, men også for at lære at tale eller spille et musikinstrument.
Nu har forskere udviklet det første diagram over hjernekredsløb, der gør det muligt for dette komplekse samspil mellem det motoriske system og det auditive system at forekomme.
En musens hjerne motoriske cortex viser en undergruppe af neuroner, der er mærket med orange, som har lange aksoner, der strækker sig til den auditive cortex. Disse neuroner overfører bevægelsesrelaterede signaler, der kan ændre hørelsen. Blå prikker i baggrunden viser hjerneceller, der ikke axoner til den auditive cortex. (Billedkredit: Richard Mooney Lab / Duke)
Forskningen, der er offentliggjort i The Journal of Neuroscience, kunne give indsigt i skizofreni og humørforstyrrelser, der opstår, når dette kredsløb går galt, og individer hører stemmer, som andre ikke hører.
”Vores fund er vigtigt, fordi det giver det blå for at forstå, hvordan hjernen kommunikerer med sig selv, og hvordan denne kommunikation kan bryde sammen for at forårsage sygdom,” siger Richard Mooney, seniorforfatter af studiet og professor i neurobiologi ved Duke University School of Medicine .
”Normalt vil motorregioner advare auditive regioner om, at de giver en kommando til at tale, så vær forberedt på en lyd. Men i psykose kan du ikke længere skelne mellem aktiviteten i dit motoriske system og en andens, og du synes lydene fra din egen hjerne er eksterne. ”
Forskere har længe antaget, at det neuronale kredsløb, der overfører bevægelse - for at give en mening eller slå en klavernøgle - også føder ind i ledningen, der sanser lyd.
Men arten af nervecellerne, der leverede dette input, og hvordan de funktionelt interagerede for at hjælpe hjernen med at foregribe den forestående lyd, var ikke kendt.
M2-forbindelse
I denne undersøgelse brugte Mooney en teknologi skabt af Fan Wang, lektor i cellebiologi, til at spore alle input til den auditive cortex - lydtolkningsområdet i hjernen. Skønt forskerne fandt, at et antal forskellige områder af hjernen, der blev ført ind i den auditive cortex, var de mest interesserede i en region kaldet den sekundære motoriske cortex, eller M2, fordi den er ansvarlig for at indføre motoriske signaler direkte i hjernestammen og rygrad.
”Det antyder, at disse neuroner leverer en kopi af den motoriske kommando direkte til det auditive system,” siger David M. Schneider, co-lead forfatter af undersøgelsen og en postdoktor i Mooney's lab. "Med andre ord er de et signal, der siger 'flyt', men de er også et signal til audiosystemet, der siger 'Jeg vil flytte.'"
Efter at have opdaget denne forbindelse undersøgte forskerne derefter, hvilken type indflydelse denne interaktion havde på auditiv behandling eller hørelse. De tog skiver af hjernevæv fra mus og manipulerede specifikt neuronerne, der førte fra M2-regionen til den auditive cortex. Forskerne fandt, at stimulering af disse neuroner faktisk dæmpede aktiviteten i den auditive cortex.
”Det fandt godt sammen med vores forventninger,” siger Anders Nelson, co-lead forfatter af studiet og en kandidatstuderende i Mooney's lab. "Det er hjernens måde at dæmpe eller undertrykke lydene fra vores egne handlinger."
I bevægelse?
Endelig testede forskerne dette kredsløb i levende dyr, idet de kunstigt aktiverede de motoriske neuroner i bedøvede mus og så for at se, hvordan den auditive cortex reagerede.
Mus synger normalt til hinanden gennem en slags sang kaldet ultralydsgaliseringer, som er for høje til at et menneske kan høre. Forskerne spillede disse ultralydsgaliseringer til musene, efter at de havde aktiveret den motoriske cortex og fundet, at neuronerne blev meget mindre lydhør over for lydene.
”Det ser ud til, at den funktionelle rolle, som disse neuroner spiller ved at høre, er at de får lyde, vi genererer, til at virke mere støjsvage,” siger Mooney. ”Det spørgsmål, vi nu vil vide, er, om dette er den mekanisme, der bruges, når et dyr faktisk bevæger sig. Det er det manglende link og emnet for vores igangværende eksperimenter. ”
Når forskerne har fastgjort det grundlæggende i kredsløbene, kunne de begynde at undersøge, om ændring af dette kredsløb kunne fremkalde auditive hallucinationer eller måske endda fjerne dem i modeller for skizofreni.
De nationale institutter for sundhed støttede undersøgelsen.
Via Futurity.org