Ученые выяснили, как форма ушей влияет на слух

Форма ушной раковины у людей так же индивидуальна и уникальна, как отпечатки пальцев. Однако она оказывает куда большее влияние на нашу жизнь, формируя особенности звукового восприятия. Искусственное изменение формы ушей нарушает способность локализовать источник звука в пространстве, хотя со временем мозг адаптируется к новым условиям. Об этом Режи Трапо (Régis Trapeau) и Марк Шонвизнер (Marc Schönwiesner) из Монреальского университета пишут в статье, опубликованной в Journal of Neuroscience.

Механизмы, благодаря которым мы определяем источник звука, давно и неплохо изучены, однако канадские исследователи заметили, что до сих пор основное внимание уделяли лишь локализации источника в горизонтальной плоскости. Небольшая разница во времени прихода звуковой волны в левое и правое ухо позволяет мозгу определить направление — левее или правее. Однако если звук приходит откуда-то сверху или снизу, этот простой и эффективный принцип уже мало способен помочь. Тут в дело вступают ушная раковина и отражение звука от ее изгибающейся поверхности.

Чтобы выяснить это, ученые провели эксперименты с добровольцами обоих полов, которых просили локализовать источник звука — в том числе по вертикали. Затем форма их наружного уха была изменена с помощью силиконовых вкладок — и опыт повторился, но на этот раз результаты оказались крайне низкими: в некоторых случаях подопытные указывали даже, что звук исходит откуда-то сверху, тогда как источник располагался внизу.

Однако такое нарушение постепенно корректировалось мозгом, и неделю спустя, когда Трапо и Шонвизнер повторили эксперимент, способности к локализации источника звука у добровольцев вернулись к прежней точности. Такие результаты показывают, что наш мозг адаптирован к индивидуальной форме ушных раковин и опирается на нее в локализации источника звука. Как только она меняется, ему необходимо время для адаптации.

Кроме того, на каждом этапе ученые использовали МРТ, регистрируя активность слуховой коры. Обнаружилось, что чем выше располагался источник звука, тем ниже было возбуждение нейронов: авторы предполагают, что высота расположения репрезентируется в мозге именно амплитудой реакции этих клеток. В первое время после искусственного изменения формы ушей (когда способность локализовать звук нарушена) активность нейронов в этой области стала более разупорядоченной. Точность звукового восприятия связана со способностью мозга анализировать сигналы слухового аппарата, а они меняются в зависимости от формы ушных раковин — индивидуальной и неповторимой.