№02 февраль 2023

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Нейронный шум мешает старому мозгу слышать

С возрастом мозг хуже переключает свои слуховые нейроны между важными и неважными звуками.

Ухудшение слуха с возрастом обычно объясняют утратой волосковых клеток — слуховых рецепторов внутреннего уха. Звуковые колебания через барабанную перепонку и слуховые косточки (молоточек, наковальню и стремечко) передаются в жидкую среду внутреннего уха, и уже колебания этой жидкой среды заставляют перемещаться волоски тех самых волосковых клеток. В ответ на шевеление своих волосков клетки высвобождают нейромедиаторы, которые действуют на расположенные рядом нейроны, и дальше в мозг бежит уже нервный импульс, сообщающий о каком-то звуке. Волосковые клетки со временем повреждаются и разрушаются, вот слух и становится хуже.

(Фото: Franco Antonio Giovanella / Unsplash.com

Однако дело не только в них, но и в том, что происходит со звуковой информацией, когда она приходит в мозг, в те области коры, которые анализируют импульсы от слуховых нейронов. Сотрудники Университета Джонса Хопкинса и Мэрилендского университета пишут в The Journal of Neuroscience, что с возрастом слуховая кора хуже управляет нейронами, реагирующими на разные звуки. Исследователи экспериментировали с молодыми и старыми мышами, записывая у каждой мыши активности более 8 тыс. нейронов мозга. Мышей учили узнавать определённый звук: когда они его слышали, это означало, что они могут подойти к поилке и попить. Когда животные усвоили связь между звуком и водой, им стали тот же самый звук проигрывать на фоне белого шума.

Старые мыши сразу продемонстрировали, что с белым шумом им сложнее услышать тот самый звук: они его реже распознавали. Но были некоторые нюансы: молодые мыши чаще лизали поилку, когда «водяной» звук только начинался или же когда он заканчивался. А вот старые мыши чаще лизали поилку, когда нужный звук только начинал звучать, или же вообще до того, как он звучал — то есть им казалось, что они его слышат, хотя самого звука не было, был только белый шум.

Когда исследователи посмотрели на активность нейронов слуховой коры, то оказалось, что у молодых мышей, когда они слышат сигнальный «водяной» звук на фоне белого шума, часть нейронов начинает работать активнее, большинство же, наоборот, успокаивается. То есть у них оставались работать те нейроны, которые анализировали нужный звук, а те, которые реагировали на белый шум, отключались или, по крайней мере, работали не так активно. А вот у старых мышей слишком многие нейроны оставались активничать после того, как раздался сигнал: то есть информация о нужном звуке терялась в общем информационном гуле, который происходил от белого шума снаружи. Более того, активность «шумовых» нейронов у старых мышей изначально была в два раза выше, чем у молодых — потому, вероятно, старым мышам и казалось, что они слышат «водяной» звук, хотя его ещё не было.

Вполне возможно, что так же обстоят дела не только у мышей, но вообще у всех млекопитающих, в том числе и у людей. И, может быть, ухудшившийся с возрастом слух можно до какой-то степени улучшить, если вернуть мозгу способность переключать активность нейронов слуховой коры, чтобы важная звуковая информация не тонула в ненужном нейронном шуме. Кстати, совсем недавно мы писали о чём-то похожем, только в связи с общей анестезией. Когда мозг погружается в наркоз, он перестаёт слышать звуки извне, и происходит так потому, что мозг не видит разницы между звуковой активностью собственных нейронов и обычной фоновой активностью нервных клеток.

Автор: Кирилл Стасевич


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее