Istraživači identificirali neurone zadužene za pjevanje

Čini se da ti neuroni koji se nalaze u slušnom korteksu, reagiraju na specifičnu kombinaciju glasa i glazbe, ali ne na uobičajeni govor ili instrumentalnu glazbu.

"Rad pruža dokaze za relativno finu segregaciju funkcija unutar slušnog korteksa, na način koji je usklađen s intuitivnom razlikom unutar glazbe", kaže Sam Norman-Haignere, bivši postdoktorand MIT-a koji je sada docent neuroznanosti u Medicinskom centru Sveučilišta u Rochesteru.

Rad se temelji na studiji iz 2015. u kojoj je isti istraživački tim koristio funkcionalnu magnetsku rezonancu (fMRI) kako bi identificirao populaciju neurona u slušnom korteksu mozga koji specifično reagira na glazbu. U novom radu znanstvenici su koristili snimke električne aktivnosti snimljene na površini mozga, što im je dalo mnogo preciznije informacije od fMRI-ja.

"Postoji jedna populacija neurona koja reagira na pjevanje, a vrlo blizu je još jedna populacija koja široko reagira na razne vrste glazbe. Na mjerilu fMRI-a, toliko su blizu da ih ne možete razdvojiti, ali s intrakranijalnim snimkama dobivamo dodatnu rezoluciju, što nam je omogućilo da ih razdvojimo", kaže Norman-Haignere.

U novoj studiji, znanstvenici su se nadali da će dobiti podatke veće razlučivosti pomoću tehnike poznate kao elektrokortikografija (ECoG), koja omogućuje bilježenje električne aktivnosti pomoću elektroda smještenih unutar lubanje. Ovo nudi mnogo precizniju sliku električne aktivnosti u mozgu u usporedbi s fMRI, koji mjeri protok krvi u mozgu za bilježenje neuronske aktivnosti.

"S većinom metoda u ljudskoj kognitivnoj neuroznanosti, ne možete vidjeti neuronske prikaze", kažu znanstvenici. "Većina vrsta podataka koje možemo prikupiti može nam reći da je ovdje dio mozga koji nešto radi, ali to je prilično ograničeno. Želimo znati što je tu predstavljeno."

Elektrokortikografija se obično ne može izvoditi kod ljudi jer je invazivan postupak, ali se često koristi za praćenje pacijenata s epilepsijom koji će se podvrgnuti operaciji za liječenje napadaja. Pacijenti se prate tijekom nekoliko dana kako bi liječnici prije operacije mogli utvrditi odakle im dolaze napadaji. Za to vrijeme, ako se pacijenti slažu, mogu sudjelovati u studijama koje uključuju mjerenje njihove moždane aktivnosti tijekom obavljanja određenih zadataka. Za ovu studiju, tim MIT-a uspio je prikupiti podatke od 15 sudionika tijekom nekoliko godina.

Za te su sudionike znanstvenici reproducirali isti skup od 165 zvukova koji su se koristili u ranijoj fMRI studiji. Položaj elektroda svakog pacijenta odredili su njihovi kirurzi, tako da neki nisu reagirali na zvučni unos, ali mnogi jesu. Koristeći novu statističku analizu koju su razvili, istraživači su uspjeli razlučiti vrste populacija neurona koje su proizvele podatke koje je bilježila svaka elektroda.

"Kada smo primijenili novu metodu na ovaj skup podataka, pojavio se ovaj uzorak neuronskog odgovora koji je reagirao samo na pjevanje", kaže Norman-Haignere. "Ovo je otkriće koje stvarno nismo očekivali, tako da uvelike opravdava cijelu poantu pristupa". 

Istraživači se sada nadaju da će saznati više o tome koji aspekti pjevanja pokreću odgovore ovih neurona. Također surađuju s laboratorijem profesorice MIT-a Rebecce Saxe kako bi proučili imaju li dojenčad područja koja su selektivna za glazbu, u nadi da će saznati više o tome kada i kako se te regije mozga razvijaju.