Избирательность слухового анализатора позволяет выделять из множества звуков один и фокусировать внимание человека на нем. Такая особенность помогает человеку лучше ориентироваться в окружающем мире и изменять свои реакции.
Команда исследователей из Нью-Йоркского Университета задалась вопросом – какая из структур, входящих в состав слухового анализатора, определяет избирательность внимания? Этому посвящена статья, опубликованная в журнале PLoS Biology.
Внимание играет ключевую роль в анализе и обработке информации, поступающей от органов чувств. Слуховому анализатору присуща избирательность в обработке поступающей информации. Анализ одного звука из большого их множества – сложный процесс, который включает в себя выделение характеристик, а также разделение и выбор слуховых объектов. Избирательность влияет на нейронное кодирование в слуховой коре: звуки, на которые направлено внимание, хорошо представлены, в то время как игнорируемые звуки подавляются.
Американские исследователи решили проверить, в каком участке «слухового пути» избирательное внимание впервые влияет на слуховое кодирование. Испытуемым одновременно включали две аудиокниги и просили сосредоточиться на одной из них с одновременной регистрацией активности мозга (кортикальных и субкортикальных реакций) с помощью ЭЭГ. Аудиофайлы накладывались друг на друга и воспроизводились в обоих ушах.
Используя специально созданный новый электрод, который крепился к барабанной перепонке, исследователи одновременно регистрировали сложный потенциал действия (СПД) слухового нерва, слуховую реакцию ствола мозга (СРС) и более поздние кортикальные реакции. Для эксперимента подбиралась группа людей, состоявшая из мужчин и женщин (1:1) без проблем со слухом.
Во время первого эксперимента испытуемым предлагалось сосредоточиться на голосе мужчины или женщины. Чтобы испытуемые не отвлекались и не забывали, к кому из рассказчиков нужно прислушиваться в середине испытания, на экране отображалась точка фиксации синего или красного цвета (с соответствующей яркостью), напоминающая, что испытуемый должен сосредоточиться на голосе мужчины или женщины соответственно. В конце каждого испытания участнику задавали два вопроса на понимание с несколькими вариантами ответов и сообщали, были ли его ответы верными.
Второй эксперимент был аналогичен первому, но в каждое ухо включали разные аудиокниги. Участников снова попросили сосредоточиться на конкретной аудиокниге в каждом испытании, но теперь с дополнительной подсказкой в виде указания направления. Был использован тот же порядок испытаний, чтобы испытуемые могли следить за ходом историй.
В третьем эксперименте подсказок для привлечения внимания не было, и испытуемым предстояло игнорировать все звуковые стимулы. Они просматривали видео без звука с субтитрами по своему выбору или читали книгу, которую они принесли с собой, чтобы отвлечься от звуковых стимулов.
При анализе данных, полученных в ходе первого эксперимента, авторы выяснили, что избирательность внимания в первую очередь влияет на нейронное кодирование звуков в коре головного мозга и возникает там de novo, а преддверно-улитковый нерв и ствол головного мозга кодируют и извлекают характеристики поступающих звуков независимо от того, на что направлено внимание. Хотя предполагалось, что ствол мозга первым избирательно отреагирует на звуки и отправит их в субкортикальные представительства по обширным нейронным связям.
Данные второго эксперимента подтверждают результаты первого – избирательное внимание оказало явное влияние на более поздние кортикальные реакции, но не на ствол или субкортикальную обработку.
Однако такое открытие отсутствия субкортикального эффекта на избирательность внимания противоречит ряду недавних исследований, в которых также использовалась естественная речь. Чтобы решить это противоречие, исследователи провели третий эксперимент, в котором участники пассивно слушали стимулы из этих исследований. И было обнаружено, что ранее описанный эффект вызывался скорее акустическими различиями между стимулами, чем вниманием.
«Несмотря на результаты настоящего исследования, все еще возможно, что избирательное внимание модулирует подкорковые реакции таким образом, который мы пока не можем измерить. Вполне возможно, что некоторые подкорковые ядра или типы нейронов могут модулироваться вниманием, но их слишком мало или они не имеют необходимого количества дендритов, чтобы их активность можно было измерить», — пишут ученые.
Способность человека концентрировать внимание на одном звуке даже в присутствии множества других звуков столь же удивительна, сколь и важна. Полученные результаты вносят необходимую ясность в механизмы, которые делают возможным такое поведение.
Текст: Надежда Сафронова