Klangwahrnehmung und die bedeutung des kontextes


Klangwahrnehmung und die bedeutung des kontextes

Eine Studie veröffentlicht diese Woche in Natur Neurowissenschaften Nimmt einen neuen Blick auf, wie sich der Kontext auf die Art und Weise auswirkt, in der wir auf Klangreize reagieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die zugrunde liegende Neurowissenschaft komplex und überraschend ist.

Identische Klänge können je nach Kontext ganz anders wahrgenommen werden.

Während eines Fußballspiels, wenn wir jemanden hören, der an der Spitze ihrer Lungen schreit, sind wir vielleicht nicht besonders gestört.

Allerdings, wenn wir das gleiche Schreien beim Lesen in einer Bibliothek hörten, ist unsere Reaktion wahrscheinlich wesentlich intensiver.

Wissenschaftler wissen schon lange, dass wir kontextbezogen auf auditive Stimuli reagieren.

Unsere Reaktion auf den Klang eines Autohorns entsteht zum Beispiel eine andere Antwort, wenn wir es hören, wenn wir eine belebte Straße überqueren, verglichen mit dem Hören von dem Komfort unseres Sofa zu Hause.

Obwohl wir verstehen, warum Kontextangelegenheiten sind, haben sich die neuronalen Mechanismen dahinter als schwieriger erwählt.

Forscher von NYU Langone Medical Center Skirball-Institut für Biomolekulare Medizin in New York entwarf eine Studie, um die neurologischen Veränderungen in Bezug auf kontextspezifische Klangwahrnehmung zu untersuchen.

Senior-Ermittler Robert Froemke, Postdoktorandin Kishore Kuchibhotla, und ihr Team stellte fest, wie die gleichen sensorischen Inputs im Gehirn anders wahrgenommen und kodiert werden konnten.

Verständnis des Klanges im Kontext

Obwohl das Projekt seit etwa 5 Jahren im Gange ist, sind die jüngsten Erkenntnisse dem Team immer noch überraschend.

Froemke interessiert sich für die Plastizität des Gehirns und seine Fähigkeit, den Klängen seit vielen Jahren Bedeutung zu verleihen. Medical-Diag.com Hat vor kurzem die Gelegenheit gefragt, warum dieses Fachgebiet so interessant für ihn war. Er sagte:

"Ich denke, eines der erstaunlichsten Dinge über das Gehirn ist, dass es sich ändert, und es kann alles über das Leben lernen. Das macht uns alle individuell und anders voneinander, so dass wir aus unseren Fehlern lernen und versuchen, morgen besser zu sein als Wir waren heute."

Er fuhr fort: "Worte und Musik, die Namen unserer romantischen Partner, das können ziemlich einfache Klänge sein, die uns so mächtig sind, und in wirklich interessanten individuellen Wegen, die starke emotionale Reaktionen hervorrufen und unser Verhalten zutiefst beeinflussen Weinende Baby, zum Beispiel, ruft eine ganz andere Reaktion hervor, wenn es dein Baby ist, wenn es drei Reihen hinter dir im Flugzeug ist."

Die Art und Weise, in der der menschliche Geist seine Reaktion auf bestimmte Reize ändern kann, ist nichts weniger als erstaunlich. Wie Froemke sagt: "Ich konnte es nicht lernen."

Vor diesem Hintergrund der tiefen Faszination, Froemke und Kuchibhotla begannen, diese Wechselwirkungen zu verstehen, indem sie die Nervenkreisaktivität bei Mäusen messen.

Der Kampf zwischen Inhibition und Erregung

Im Gehirn, grob gesprochen, können Nervenzellen in exzitatorische und hemmende geteilt werden. Die exzitatorischen Nerven produzieren Chemikalien, die die nächste Nervenzelle dazu veranlassen, weiterzugeben und damit die Botschaft zu verstärken. Umgekehrt verhindern hemmende Nervenzellen, dass die Botschaft weiter übertragen wird.

Die Balance zwischen diesen beiden Teilmengen ist wichtig, um sicherzustellen, dass Informationen empfangen und verstanden werden, und weder ignoriert wird unnötig oder verstärkt unverhältnismäßig.

Inhibition und Erregung müssen fein ausgeglichen sein.

Um eingehende sensorische Informationen zu verarbeiten, wie zB Töne, werden die Signalisierungsstufen durch das Zusammenspiel dieser beiden Zelltypen eingestellt.

Es wird angenommen, dass das Gehirn mehr oder weniger Bedeutung für ein bestimmtes Signal legt, indem er die aufregenden oder hemmenden Nervensignale auf- oder abwählt.

In den Experimenten wurden Mäuse in Gruppen aufgeteilt; Einige wurden trainiert, um eine Belohnung zu erwarten, als sie eine bestimmte musikalische Note hörten, während andere nicht trainiert wurden, etwas an dem Klang der gleichen Note zu erwarten.

Froemke und sein Team untersuchten, wie Sätze von Neuronen auf Töne reagierten, die sie entweder taten oder nicht erwarten, eine Belohnung zu signalisieren.

Sie fanden zu ihrer Überraschung, dass die meisten der exzitatorischen Nervenzellen im auditorischen Kortex weniger gefeuert wurden, als die Mäuse eine Belohnung erhielten und eine erhielten.

Umgekehrt erhöhte sich ein zweiter Satz von exzitatorischen Neuronen in der gleichen Situation, wenn sie eine Belohnung erwarteten.

Froemke gibt zu, dass die Ergebnisse "sehr überraschend" waren. Er hat vor kurzem die Erkenntnisse erklärt Medical-Diag.com :

"Wir haben die gleiche Population von kortikalen Neuronen über Tage, als wir Tiere trainierten, aber anstatt einer allgemeinen Zunahme oder Abnahme der neuronalen Aktivität (was wir erwartet haben), änderten einige Neuronen radikal, wie sie auf Töne reagierten. Wir haben den ton gespielt EIN (Wie ein Schlüssel auf einem Klavier) oder Ton B , Und einige Neuronen reagieren auf den einen oder anderen Ton, oder kein Klang, wie wir es erwartet haben."

"Wir haben auch erwartet, dass, wenn wir den Klang belohnten EIN , Wobei die Zellen ursprünglich reagierten EIN Würde noch mehr reagieren ", fuhr Froemke fort." Aber stattdessen einige Gehirnzellen, die ursprünglich darauf reagierten B Oder reagierte nicht auf irgendeinen Klang wurde sehr reagiert, sobald die Aufgabe begann, und wieder ihre ursprüngliche Mangel an Antwort, wenn die Aufgabe war vorbei. [...] Noch überraschender, die meisten der ursprünglich reagierenden Zellen EIN Hörte auf zu antworten."

Erläuterung der Hemmung

Bei weiteren Untersuchungen stellte das Team fest, dass diese unerwarteten Veränderungen durch die Aktivierung von Populationen von hemmenden Neuronen kontrolliert wurden; Speziell Parvalbumin, Somatostatin und vasointestinale Peptidneuronen. Alle diese Subtypen arbeiteten zusammen, um das kortikale Netzwerk vom "passiven" Zustand in den verhaltensbedingten "aktiven" Zustand zu wechseln.

Eine Hirnregion, die wichtig ist, um die Aufmerksamkeit zu erregen - der Kern basalis - gibt Acetylcholin frei, das in der auditorischen Kortex die hemmenden Neuronen beeinflusst und die Art und Weise verändert, wie ein Klang wahrgenommen wird.

Um die Rolle von Acetylcholin festzulegen, hemmten die Forscher ihre Freisetzung in den Gehirn der trainierten Mäuse. Als dies geschehen war, reagierten die Mäuse nur so oft auf das Belohnungssignal.

Froemke hofft, dass diese Ergebnisse in Zukunft dazu beitragen werden, das Lernen zu verbessern. Er sagte Medical-Diag.com Dass "wir haben gezeigt, wie Verhaltenskontext das für die Aufmerksamkeit wichtige System aktivieren kann, was auch für das Lernen entscheidend ist (man lernt normalerweise nicht, wenn man keine Aufmerksamkeit schenkt). Wir interessieren uns sehr, wenn dieses System engagiert ist, Und wenn es nicht verlobt wird und wie wir die Trainingsverfahren verbessern können, um die Acetylcholinfreisetzung effektiver zu kontrollieren, um das Lernen zu fördern und zu verbessern (eventuell bei Menschen)."

Das Team plant, ihre Forschung in dieser Hinsicht fortzusetzen und die Rollen anderer wichtiger neuroaktiver Chemikalien zu untersuchen. Froemke interessiert sich besonders für "Noradrenalin (die Hirn-Version von Adrenalin [Norepinephrin], für die Erhöhung der Erregung und schnell Aufmerksamkeit auf überraschende oder potenziell gefährliche Dinge) und Oxytocin (ein Hormon wichtig für soziale Interaktionen und mütterliche Pflege), die uns helfen, andere zu bemerken Dinge in der Umwelt und in unserem sozialen Leben."

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