В недавней статье, опубликованной в eNeuro, рассмотрена слуховая кора мышей, которые были подвержены темноте в течение одной недели. Они обнаружили, что темное воздействие изменяет нейронные сети, что позволяет мышам иметь более чувствительный слух.
Наружное, среднее и внутреннее ухо отвечают за преобразование звуковых колебаний в нервно-электрические сигналы, которые распространяются на различные слои первичной слуховой коры (А1), расположенные в височной доле мозга. Здесь атрибуты звука, такие как высота и ритм, дополнительно обрабатываются, так что звук можно воспринимать и понимать. Предыдущие исследования уже обнаружили, что временная визуальная депривация у взрослых мышей может повысить чувствительность отдельных нейронов А1. Свидетельство этому можно увидеть у людей и животных с потерей зрения с рождения, которые испытывают компенсаторное улучшение слуха. Это компенсаторное усиление является примером способности мозга адаптироваться или реагировать на раздражители окружающей среды (так называемая нейропластичность). Продолжая эту более раннюю работу, ученые Мэриленда обнаружили что даже после того, как критический период развития мозга считался закрытым, темновое воздействие также изменяет способ, которым клетки мозга или нейроны из двух отдельных слоев А1 взаимодействуют друг с другом в ответ на данный звук, чтобы улучшить чувствительность мышей к низкой частоте и высокочастотные звуки.
Сначала мышей подвергали воздействию темноты в течение одной недели, а затем контролировали электрическую активность мозга в слое А1 4 (L4) и слое 2/3 (L2 / 3) во время воспроизведения 17 различных тонов. Продвинутые методы визуализации подтвердили, что, хотя отдельные нейроны как в L4, так и в L2 / 3 по-разному воздействовали после воздействия темноты, оба стали более чувствительными и избирательными к звуку. Они также обнаружили, что большая часть этих нейронов реагирует на высокие частоты и низкие частоты, но исключает средние частоты, которые чаще слышны. Эти результаты показывают, что темновое воздействие влияет на настройку отдельных нейронов А1 и что нейроны А1 как популяция могут снизить чувствительность к часто возникающим звукам. Другими словами, мозг взрослого был способен реорганизовать распределение пространства на разные частоты в слоях А1 в ответ на визуальную депривацию, подобно тому, как дети распределяют определенные частоты на основе того, что они привыкли слышать, в разные области А1. Точный механизм этого перераспределения у взрослых мышей все еще находится в процессе понимания, но было замечено, что парные корреляции (взаимодействия) между нейронами в L4 и L2 / 3 были изменены в результате воздействия темноты.
Это исследование подтверждает утверждение, что нейропластичность возникает не только в критические периоды развития в детстве, но также может быть вызвана во взрослом возрасте путем манипулирования одним чувством, чтобы вызвать желаемое изменение в другом чувстве. Дальнейшие исследования механизма кросс-модального обучения могут помочь людям, потерявшим одно из своих чувств. Например, учитывая, что воздействие темноты легко установить, глухие и слабослышащие люди могут лучше приспособиться к кохлеарным имплантатам и слуховым аппаратам с помощью временной потери зрения.