Неосознанное восприятие звуков: мы слышим разницу, даже если не слушаем
Специалисты по нейробиологии из НИУ ВШЭ и Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН доказали, что мозг подсознательно отличает даже очень похожие звуковые сигналы во время пассивного слушания. Ученые предполагают, что результаты исследования могут помочь в диагностике пациентов, которые не способны активно реагировать на стимулы, например, при болезни Альцгеймера, Паркинсона, в состоянии комы.
Исследование опубликовано в журнале Neuropsychologia. Наша слуховая система способна распознавать звуки на подсознательном уровне. Мозг отличает даже очень похожие звуки, но эти отличия не всегда осознаются человеком. Именно этот факт продемонстрировали авторы нового нейробиологического исследования, посвященного восприятию звуков при пассивном слушании — в ситуации, когда человек не пытается намеренно услышать различия.
Для этого провели эксперимент с участием 20 здоровых добровольцев. Испытуемые слушали звуки, а исследователи с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ) измеряли отклик мозга на предъявляемые стимулы. Звуки были настолько похожи, что осознанно испытуемые могли отличить их лишь с вероятностью 40 процентов.
Сначала добровольцы слушали последовательности из трех звуков, где один звук повторялся часто, а два других появлялись редко. Участники должны были нажимать на клавишу, если они улавливали разницу в звуках. Далее, уже в режиме пассивного слушания, те же звуки появлялись в более сложно организованных последовательностях. Это были группы из пяти одинаковых звуков и группы, где пятый звук отличался.
В эксперименте использовалось два типа звуковых последовательностей: с нарушением локальной регулярности и с нарушением глобальной регулярности. В первом типе часто повторялись группы из одинаковых звуков и редко случайным образом возникала группа с другим звуком на конце. Во втором типе, наоборот, часто встречались группы с отличным звуком на конце и редко — группы из одинаковых звуков.
Распознавание этих двух типов звуковых последовательностей требует внимания разных уровней. Мозг на них реагирует по-разному, и ЭЭГ регистрирует разные типы потенциалов. Нарушение локальной регулярности может распознаваться без направленного внимания и вызывает потенциалы негативности рассогласования (НР) и P3a. Нарушение глобальной регулярности требует концентрации и вызывает потенциал P3b, отражающий более высокий уровень сознания.
Эти потенциалы регистрировали и в более ранних экспериментах с применением той же методологии. Отличие работы ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ и Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН в том, что они использовали трудноразличимые звуки. В других исследованиях стимулы (звуки или изображения) можно было распознать со 100-процентной вероятностью.
«Мы усложнили звуковую последовательность, предположив, что это упростит распознавание звуков. Мы бы увидели это по увеличению амплитуды потенциалов. Но результат получился неожиданным. Вместо потенциала P3b при нарушении глобальной регулярности возникал потенциал N400. Он связан с осознанной обработкой информации, однако может возникать и при непроизвольном внимании.
Появление этого потенциала свидетельствует о процессе скрытого, неосознанного обучения, которое постоянно происходит в нашей жизни», — комментирует Ольга Мартынова, руководитель исследования, старший научный сотрудник Института когнитивных нейронаук и академический руководитель программы «Когнитивная нейробиология» НИУ ВШЭ.
Появление потенциала N400 подтверждает одну из существующих теорий, объясняющих работу сознания. Согласно теории предсказательного кодирования, мозг создает модель окружающей среды на основании собственного опыта и опирается на предсказания для оптимизации своей работы. Если он сталкивается с опытом, противоречащим предсказаниям, картина мира обновляется. Этот процесс лежит в основе имплицитного (неосознанного) обучения и связан со стремлением минимизировать ошибки предсказаний для лучшей адаптации и быстрой реакции на изменения в окружающем мире.
Результаты работы важны как для фундаментальной науки, поскольку служат доказательством модели предсказательного кодирования, так и для возможного применения в клинических исследованиях. Например, с помощью потенциалов P3b и N400 можно оценить уровень сознания пациентов, которые не способны активно реагировать на стимулы (при болезни Альцгеймера, Паркинсона, в состоянии комы и др.). Исследователи готовы привлекать добровольцев к своей работе, в случае заинтересованности напишите на электронную почту: omartynova@hse.ru
Telegram 
Дзен 
VK Помет сусликов, сохранившийся на протяжении сотен тысячелетий в глубоких слоях вечной мерзлоты северо-запада Канады, оказался своеобразной «капсулой времени». Экскременты грызунов содержат удивительное количество древней ДНК, раскрывая множество подробностей об эволюционной истории Арктики.
Ученые выяснили, почему некоторые массивные галактики перестали формировать звезды уже через миллиард лет после Большого взрыва. Оказалось, выдувать из них газ, необходимый для рождения новых светил, может мощный галактический ветер.
Эмбрионы зебровых амадин изменили архитектуру кровеносной системы своего гипоталамуса под действием предупреждающих криков родителей о высокой температуре. Один лишь звук без реального перегрева сделал сосуды развивающегося мозга более эластичными. Это должно защищать будущего птенца от теплового удара.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно