Как звуки формируют наш слух ещё до рождения
Во время внутриутробного развития мозг ребёнка должен слышать только низкочастотные звуки, чтобы потом у человека не было проблем со слухом.
Ребёнок начинает слышать уже к двадцатой неделе беременности, но слышит он далеко не всё: снаружи сквозь мягкие ткани материнского тела и сквозь амниотическую жидкость проходят только низкие частоты. Однако именно благодаря тому, что ребёнок слышит не всё, его слух формируется правильно.
Несколько лет назад исследователи из Массачусетского технологического института обратили внимание на то, что у детей, которые родились с врождённой катарактой и которые потом от неё избавились, есть одна особенность — они плохо различают лица. Возникло предположение, что так случается потому, что детский мозг не успевает приспособиться к полноценному зрению и плохо анализирует зрительную информацию. Дело в том, что у новорождённых зрение довольно плохое, они всё видят в размытом облаке — в их сетчатке просто нет достаточного количества фоторецепторов. Но постепенно рецепторов становится всё больше и зрение становится всё острее. Мозгу же, чтобы научиться адекватно оценивать то, что он видит, нужно пройти стадию плохого зрения, когда он одновременно сопоставляет данные с больших зон зрительного поля.
Эта гипотеза подтвердилась в экспериментах с нейросетью, которая училась видеть и которой постепенно повышали остроту зрения. В конце концов, именно такая нейросеть смогла различать похожие объекты, те же лица, например; в то время как нейросеть с изначальной остротой зрения лица путала.
В новой статье, опубликованной в Developmental Science, исследователи пишут, что то же самое происходит и со слухом. Здесь тоже задействовали компьютерную модель: она училась различать эмоции в человеческом голосе, но только в одном случае её учили только на низкочастотном звуке, в другом случае низкочастотные звуки сменялись звуками на всех слышимых частотах, в третьем варианте модель всё время училась на звуках всех частот, наконец, в четвёртом случае полный спектр слышимых звуков сменялся низкими частотами. Слух ребёнка учится по второй схеме, то есть от низких частот в утробе матери к полному диапазону, который может различить наше ухо — и именно с такой схемой обучения компьютерная модель наиболее эффективно научалась различать эмоции в человеческом голосе.
Известно, что дети, родившиеся раньше срока, изначально хуже слышат низкие частоты, а потом оказывается, что они хуже понимают эмоции в голосе других людей по сравнению с детьми, родившимися вовремя. Авторы работы полагают, что тут виной нарушенная программа аудиообучения, которую мозг должен проходить постепенно и последовательно. У родившихся до срока слух не получил должной порции низкочастотных звуков и не в состоянии хорошо ориентироваться в полном спектре звуковых частот, которые на него вдруг обрушились. Возможно, таким детям вместе с родителями стоит какое-то время пожить в строго контролируемой звуковой среде, где они будут слышать так, как будто пока ещё пребывают в утробе матери — тогда их слух сформируется правильно.
