Wat gebeurt er in de hersenen als horen gewoon luisteren wordt? Om deze vraag te beantwoorden, hebben onderzoekers van de Universiteit van Basel de neuronale vingerafdruk van de twee soorten geluidsverwerking in het muizenbrein getraceerd.
Het is ons intuïtief duidelijk dat er een verschil is tussen passief horen en actief luisteren. Aandacht en een geanimeerde toestand, maar ook beweging, spelen een rol in hoe de geluidsverwerking in de hersenen zich daarop aanpast. Neurowetenschappers Professor Tania Rinaldi Barkat en Dr. Gioia De Franceschi van de afdeling Biomedicine van de Universiteit van Basel hebben een nauwkeurig verslag gegeven van wat er in dit proces gebeurt in het tijdschrift Cell Reports.
Voor hun studie onderzochten de wetenschappers de activiteit van neuronen in vier verschillende gebieden in de hersenen van muizen waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij steeds complexere geluidsverwerking. Tijdens het experiment hoorden de dieren ofwel passief de geluiden die voor hen werden gemaakt, ofwel luisterden ze actief om een beloning te ontvangen voor het detecteren van de geluiden.
Tien verschillende soorten activiteitsverandering.
Er werd aangetoond dat de meeste neuronen hun activiteit veranderden bij het wisselen tussen horen en luisteren. “Maar dit betekent niet dat alle neuronen zich op dezelfde manier gedroegen”, legt De Franceschi uit. “We hebben eigenlijk tien verschillende en specifieke soorten activiteitsverandering gevonden.”
Onderzoeksgroep Professor Tania Rinaldi Barkat
Hoewel de meeste neuronen een verandering vertoonden die waarschijnlijk verband hield met verschillende aandachtsniveaus, vertoonden sommige ook activiteitspatronen die verband hielden met het opwindingsniveau van de muizen, hun beweging, de beschikbaarheid van een beloning of een combinatie van deze factoren.
Impact op alle verwerkingsniveaus.
Het auditieve pad in de hersenen bestaat uit een aantal verschillende kernen die akoestische informatie van het slakkenhuis naar de primaire auditieve cortex doorgeven. Van twee van de vier gebieden langs het auditieve pad die door de onderzoekers zijn bestudeerd, wordt aangenomen dat ze zich op een “hoger niveau” bevinden in termen van verwerkingscomplexiteit. “Aan het begin van ons onderzoek vermoedden we dat dit de gebieden waren die in het bijzonder werden beïnvloed door aandacht voor geluiden”, zei Barkat. “Het is echter verrassend dat dit niet het geval was.” Aandacht verandert ook de activiteit in hersengebieden waarvan eerder werd gedacht dat ze alleen basisvormen van geluidsverwerking uitvoerden.
“De resultaten maken duidelijk dat zelfs de detectie van een eenvoudig geluid een cognitief proces is dat de manier waarop de hersenen werken diepgaand en uitgebreid vormgeeft, zelfs in zeer vroege stadia van sensorische verwerking.”
Originele publicatie.
Gioia De Franceschi en Tania Rinaldi Barkato
Task-induced modulations of neuronal activity along the auditory pathway
Celrapporten (2021), doi: 10.1016/j.celrep.2021.110115
Vertaling: Andre Teirlinck