Beyin, araba kapılarını kapatmaktan futbol topuna tekme atmaya ve müzik bestelemeye kadar, “doğru”yu “yanlış”tan nasıl ayırt edeceğini biliyor

New York Üniversitesi Sinir Bilimleri Merkezi’nde yardımcı doçent ve dergide yer alan makalenin kıdemli yazarı David Schneider, “Hata yapıp yapmadığımızı belirlemek için hareketlerimizin ürettiği sesleri dinliyoruz” diyor. Güncel Biyoloji. “Bu, bir müzisyen için veya konuşurken en belirgindir, ancak beynimiz aslında bunu her zaman yapıyor, örneğin bir golfçü sopasının sesini dinlediğinde topla temas ediyor. Beynimiz her zaman bir sesin eşleşip eşleşmediğini kaydediyor. veya beklentilerden sapar. Çalışmamızda, beynin bir sesin ne zaman olması gerektiği ve neye benzemesi gerektiği konusunda kesin tahminlerde bulunabildiğini keşfettik.”

Araştırmacılar çalışmalarını günlük olayları daha iyi anlamaya odakladılar. Örneğin, bir araba kapısının nasıl ses çıkarması gerektiğini biliyoruz çünkü onları sayısız kez kapattık. Ancak, emniyet kemerini arabanın kapı pervazına bırakıp kapatmaya çalıştığımız durumlarda, farklı bir şey duyarız – “gümleme” yerine bir “tıkırtı”. Beyzbolda, eğimli bir topa sadece onu devirmek yerine tam olarak vuran bir vurucu için – veya bir müzisyen melodiyi bozan bir nota yerine melodiye uyan bir nota duyduğunda aynıdır.

Bununla birlikte, beynin “doğru”yu “yanlış” seslerden ayırt etmek için nasıl çalıştığı açık değildir. Bunu nasıl yaptığını anlamak, sağlıklı beynin konuşmayı ve müzik çalmayı nasıl öğrenebileceğine ve ayrıca şizofreni gibi sinirsel bozukluklarda neyin yanlış gittiğine dair fikir verebilir.

Bunu ele almak için, Schneider ve meslektaşları, bir araba kapısını kapatmaya benzer görevleri yerine getirirken farelerin nörolojik aktivitelerini incelediler. Bilim adamları fareleri, bir araba kapısının kapanması gibi pençeleriyle bir kolu itmek için eğittiler ve kol belirli bir konuma her ulaştığında bir ses çıkardılar. Sonunda fareler, kolun tam olarak nasıl ses çıkarması gerektiğini öğrendiler. Araştırmacılar sesi kaldırırsa, yanlış sesi çalarsa ya da yanlış zamanda doğru sesi çalarsa, fareler tıpkı insanların bir araba kapısı beklenmedik bir şey yaptığında yapacağı gibi davranışlarını ayarladılar.

Bilim adamları, bu davranışlar sırasında farelerin beyin aktivitesini kaydettiler – özellikle, nöronların beynin “işitme merkezlerinden” biri olan işitsel kortekste nasıl tepki verdiğini. Genel olarak, bu nöronlar, bir fare bir kolu ittiğinde ve sesi duyduğunda yalnızca minimum düzeyde aktifti. beklenen ses. Bununla birlikte, araştırmacılar sesi yanlış frekansa değiştirdiyse – araba kapısının “çıngırağına” benzer – hatta hafifçe kaydırdı. zamanlama sese, bu nöronlar şiddetle yanıt verdi.

“İşitsel korteks, ne duyuldu, ancak duyulanların beklentileriyle uyuşup uyuşmadığını veya ihlal edip etmediğini” gözlemliyor, çalışmanın baş yazarı ve Schneider laboratuvarında doktora sonrası bir araştırmacı olan Nicholas Audette.

Buna ek olarak, araştırmacılar, eğer bir kapıyı yeterince sert kapatmamak gibi, sesi tamamen çıkarırlarsa, sesin duyulduğu anda seçili bir grup nöronun aktif hale geldiğini gözlemlediklerini buldular. sahip olmalı olmuş.

Schneider, “Bunlar, ses gerçekten çalınsaydı aktif olacak aynı nöronlardan bazıları olduğu için, beyin, duyacağını düşündüğü sesin bir anısını hatırlıyor gibiydi” diyor.

Günlük davranışlar sırasında kendi kendine üretilen sesleri tahmin etme rolüne ek olarak, Schneider ve meslektaşlarının üzerinde çalıştığı beyin devresinin şizofreni gibi hastalıklarda arıza yaptığı ve gerçekte olmayan “hayalet seslerin” algılanmasına yol açtığı düşünülüyor. orada. Umutları, sağlıklı beyindeki bu beyin devrelerini anlayarak, hastalık sırasında neyin yanlış gidebileceğini anlamaya başlamalarıdır.

Çalışmanın diğer yazarları, Sinir Bilimleri Merkezi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Alessandro La Chioma ve bir NYU doktora öğrencisi olan WenXi Zhou idi.

Bu araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (T32-MH019524, 1R01-DC018802) tarafından sağlanan hibelerle desteklenmiştir.