© istock
Фахівці з нейробіології з нду вше та інституту вищої нервової діяльності та нейрофізіології ран довели, що мозок підсвідомо відрізняє навіть дуже схожі звукові сигнали під час пасивного слухання. Вчені припускають, що результати дослідження можуть допомогти в діагностиці пацієнтів, які не здатні активно реагувати на стимули, наприклад, при хворобі альцгеймера, паркінсона, в стані коми. Дослідження опубліковано в журналі neuropsychologia.
Наша слухова система здатна розпізнавати звуки на підсвідомому рівні. Мозок відрізняє навіть дуже схожі звуки, але ці відмінності не завжди усвідомлюються людиною. Саме цей факт продемонстрували автори нового нейробіологічного дослідження, присвяченого сприйняттю звуків при пасивному слуханні — в ситуації, коли людина не намагається навмисно почути відмінності.
Для цього провели експеримент за участю 20 здорових добровольців. Випробовувані слухали звуки, а дослідники за допомогою електроенцефалограми (еег) вимірювали відгук мозку на пропоновані стимули. Звуки були настільки схожі, що усвідомлено випробовувані могли відрізнити їх лише з імовірністю 40%.
Спочатку добровольці слухали послідовності з трьох звуків, де один звук повторювався часто, а два інших з’являлися рідко. Учасники повинні були натискати на клавішу, якщо вони вловлювали різницю в звуках. Далі, вже в режимі пасивного слухання, ті ж звуки з’являлися в більш складно організованих послідовностях. Це були групи з п’яти однакових звуків і групи, де п’ятий звук відрізнявся.
В експерименті використовувалося два типи звукових послідовностей: з порушенням локальної регулярності і з порушенням глобальної регулярності. У першому типі часто повторювалися групи з однакових звуків і рідко випадковим чином виникала група з іншим звуком на кінці. У другому типі, навпаки, часто зустрічалися групи з відмінним звуком на кінці і рідко — групи з однакових звуків.
Розпізнавання цих двох типів звукових послідовностей вимагає уваги різних рівнів. Мозок на них реагує по-різному, і еег реєструє різні типи потенціалів. Порушення локальної регулярності може розпізнаватися без спрямованої уваги і викликає потенціали негативності неузгодженості (нр) і p3a. Порушення глобальної регулярності вимагає концентрації і викликає потенціал p3b, що відображає більш високий рівень свідомості. Ці потенціали реєстрували і в більш ранніх експериментах із застосуванням тієї ж методології. Відмінність роботи вчених з інституту когнітивних нейронаук нду вше та інституту вищої нервової діяльності і нейрофізіології ран в тому, що вони використовували важкорозрізні звуки. В інших дослідженнях стимули (звуки або зображення) можна було розпізнати зі 100-відсотковою ймовірністю.
ольга мартинова
«ми ускладнили звукову послідовність, припустивши, що це спростить розпізнавання звуків. Ми б побачили це по збільшенню амплітуди потенціалів. Але результат вийшов несподіваним. Замість потенціалу p3b при порушенні глобальної регулярності виникав потенціал n400. Він пов’язаний з усвідомленою обробкою інформації, проте може виникати і при мимовільному увазі. Поява цього потенціалу свідчить про процес прихованого, неусвідомленого навчання, яке постійно відбувається в нашому житті«, – коментує ольга мартинова, керівник дослідження, старший науковий співробітник інституту когнітивних нейронаук і академічний керівник програми» когнітивна нейробіологія ” нду вше.
Поява потенціалу n400 підтверджує одну з існуючих теорій, що пояснюють роботу свідомості. Відповідно до теорії передбачувального кодування, мозок створює модель навколишнього середовища на підставі власного досвіду і спирається на передбачення для оптимізації своєї роботи. Якщо він стикається з досвідом, що суперечить прогнозам, картина світу оновлюється. Цей процес лежить в основі імпліцитного (неусвідомленого) навчання і пов’язаний з прагненням мінімізувати помилки передбачень для кращої адаптації і швидкої реакції на зміни в навколишньому світі.
Результати роботи важливі як для фундаментальної науки, оскільки служать доказом моделі передбачувального кодування, так і для можливого застосування в клінічних дослідженнях. Наприклад, за допомогою потенціалів p3b і n400 можна оцінити рівень свідомості пацієнтів, які не здатні активно реагувати на стимули (при хворобі альцгеймера, паркінсона, в стані коми та ін.).
