پستانداران اولیه صداها را چگونه می شنیدند؟ - وبلاگ محتوا

به گزارش وبلاگ محتوا، محققان دانشگاه براون برای بازسازی سیگنال های عصبی به کلمات انگلیسی از یک رابط مغز و رایانه استفاده کردند تا بفهمند که پستانداران نخستین صداها را چگونه می شنیدند.

به گزارش وبلاگ محتوا و به نقل از آی ای، افرادی که دچار کم شنوایی هستند، ممکن است روزی به لطف مطالعه جدید محققان دانشگاه براون بتوانند راحت صحبت نمایند. آنها توانستند سیگنال های عصبی را از مغز میمون های رزوس(Rhesus) -گونه ای از میمون های دنیای باستان- بگیرند و با استفاده از یک رابط مغز و رایانه آنها را به کلمات انگلیسی ترجمه نمایند.

این کار می تواند راه را برای یاری به کاشت ایمپلنت مغزی برای یاری به افراد کم شنوا هموار کند.

آرتو نورمیکو استاد دانشکده مهندسی براون و یکی از محققان موسسه علوم مغز کارنی و نویسنده ارشد این تحقیق گفت: هدف اصلی مطالعه ما این است که درک بهتری از چگونگی پردازش صدا در مغز موجودات نخستین پیدا کنیم که در نهایت می تواند منجر به توسعه انواع جدیدی از پروتزهای عصبی گردد.

طبق گفته گروه محققان، سیستم های مغزی انسان ها و پستانداران نخستین غیرانسانی در مرحله پردازش اولیه یکسان است. این پردازش اولیه در قشر شنوایی رخ می دهد و صداها را بر اساس چیزهایی مانند زیر و بمی یا لحن مرتب می نماید. سپس این صداها در قشر شنوایی ثانویه پردازش می شوند و آنجاست که صداها به عنوان کلمات متمایز می شوند.

سپس این اطلاعات برای پردازش و سپس گفتار به قسمت های مختلف مغز ارسال می گردد. در حالی که پستانداران اولیه نمی فهمند منظور از کلمات چیست و محققان می خواستند بدانند که آنها چگونه کلمات را پردازش می نمایند.

محققان برای انجام این کار فعالیت نورون های میمون های رزوس را در حالی که به کلمات انگلیسی و صداهای میمون های رزوس دیگر گوش می دادند، ضبط کردند.

محققان برای ضبط سیگنال های عصبی میمون ها به دو ایمپلنت به اندازه نخود با مجموعه ای از میکروالکترودها متکی بودند.

میمون ها قادر به شنیدن کلمات یک و دو هجایی از جمله tree(درخت)، good(خوب) north(شمال)، cricket(کریکت) و program(برنامه) بودند. این نخستین بار بود که دانشمندان به لطف حسگرهای چندمنظوره قادر به ضبط اطلاعات شنیداری پیچیده شدند.

نورمیکو گفت: پیش از این، داده ها از قشر شنوایی ثانویه با الکترودهای تکی جمع آوری شده بود، اما تا آنجا که می دانیم این اولین ضبط چند الکترودی از این قسمت از مغز است. اساساً ما نزدیک به 200 قطعه میکروسکوپی داریم که می تواند غنا و وضوح بالاتری از اطلاعات مورد احتیاج را به ما ارائه دهد.

بخشی از مطالعه برای مشخص اینکه کدام الگوریتم رمزگشایی بهتر عمل می نماید، متمرکز شده است. این الگوریتم ها به طور قابل ملاحظه ای از الگوریتم های سنتی که در رمزگشایی داده های عصبی از مناطق دیگر مغز مؤثر بودند، فراتر رفت. محققان می گویند هدف این است که روزی بتوانیم ایمپلنت های عصبی ایجاد کنیم که بتواند به ترمیم شنوایی افراد یاری کند.

نورمیکو گفت: سناریوی آرمانی ما این است که سیستم هایی را توسعه دهیم که بسیاری از دستگاه های شنوایی را دور بزنند و مستقیماً به مغز بروند. همان میکروالکترودهایی که برای ثبت فعالیت عصبی در این مطالعه استفاده کردیم، ممکن است روزی برای ارائه مقادیر کمی از جریان الکتریکی در الگوهایی استفاده گردد که به افراد توانایی شنیدن صداهای خاص را می دهد.

این مطالعه در مجله Nature Communications Biology منتشر شده است.