I neuroni uditivi negli esseri umani molto più sensibili a fini audio frequenze della maggior parte dei mammiferi

Marzo 14, 2016 Admin Salute 0 5
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L'orecchio umano è squisitamente sintonizzato per discernere diverse frequenze sonore, se tali toni sono alti o bassi, vicini o lontani. Ma la capacità delle nostre orecchie impallidisce in confronto alla notevole abilità di singoli neuroni nel cervello di distinguere tra il molto più sottile di frequenze sonore.

Segnalazione al 10 gennaio della rivista Nature, il dottor Itzhak Fried, professore di neurochirurgia e direttore del programma di chirurgia dell'epilessia, e colleghi presso l'Università Ebraica di Gerusalemme e del Weizmann Institute of Science, dimostrano che negli esseri umani, un unico neurone uditivo nel cervello presenta una selettività sorprendente per una gamma di frequenza suono molto stretta, all'incirca fino a un decimo di ottava.

Infatti, la capacità di questi neuroni di rilevare il minimo delle differenze di frequenze sonore supera di molto quella del nervo uditivo che trasporta informazioni dalle cellule cigliate dell'orecchio interno alla corteccia quanto 30 volte maggiore sensibilità. Infatti, tale frequenza di sintonizzazione nella corteccia uditiva umana è sostanzialmente superiore a quella tipicamente presenti nella corteccia uditiva di mammiferi non umani, con l'eccezione di blocchi.




E 'piuttosto paradossale, osservano i ricercatori, in quanto persone, anche musicalmente non addestrato in grado di rilevare differenze di frequenza del suono molto piccole, molto meglio rispetto alla risoluzione dei nervi uditivi periferici. Questo è molto diverso da altri nervi periferici, come quelli nella pelle, in cui la capacità umana di rilevare le differenze tra due punti (dire dalla puntura di un ago) è limitata dai recettori della pelle. Non così in udienza.

I ricercatori, tra cui l'autore senior Israele Nelken e primo autore Yael Bitterman dalla Hebrew University, determinato come i neuroni nella corteccia uditiva umana risposto a vari suoni prendendo registrazioni da quattro pazienti consenzienti clinica presso il centro medico UCLA. Questi pazienti avevano epilessia intrattabile, e sono stati monitorati con elettrodi di profondità intracranici per identificare il punto focale della loro convulsioni per il trattamento chirurgico potenziale. Utilizzando criteri clinici, gli elettrodi sono stati impiantati bilateralmente in vari siti del cervello che sono stati sospettati di essere coinvolti nelle crisi epilettiche; Tra queste, la corteccia uditiva. La registrazione dell'attività cerebrale è stata effettuata, mentre i pazienti ascoltavano accordi casuali artificiali a diversi toni per ottava, e per i segmenti del film "Il buono, il brutto e il cattivo. '' In questo modo, i suoni pazienti sentito erano entrambi artificiale --La ​​accordi casuali - e più naturali, le voci e il rumore dalla colonna sonora del film.

I risultati hanno sorpreso i ricercatori. Un singolo neurone uditivo dall'uomo mostrato una sensibilità sorprendente per distinguere tra le differenze di frequenza molto sottili, fino a un decimo di ottava. Questo rispetto ad una sensibilità di circa un'ottava nel gatto, circa un terzo di ottava in media nel ratto e metà a un'ottava nel macaco.

"Questo è notevole selettività", ha detto Fried, che è anche il co-direttore di disturbi convulsivi Centro di UCLA. "E 'davvero un mistero il motivo per cui tale risoluzione nell'uomo è venuto per essere. Perché abbiamo sviluppiamo questo? Tale selettività non è necessario per il discorso di comprensione, ma può avere un ruolo nella abilità musicale. Le differenze di frequenza tre per cento che possono essere rilevati da singoli neuroni possono spiegare il fatto che anche le persone musicalmente non addestrati in grado di rilevare tali differenze di frequenza.

"Vi sono anche prove che la discriminazione frequenza nell'uomo si correla con diverse competenze cognitive, compresa la memoria di lavoro e la capacità di imparare, ma sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire questo puzzle."

Questo studio, ha detto Fried, è l'ultimo esempio del potere della ricerca neurobiologica che utilizza i dati tratti direttamente dall'interno di un cervello umano vivente a livello di singolo neurone. Precedenti studi di laboratorio di Fried hanno individuato singole cellule nell'ippocampo umano specifico per luoghi durante la navigazione umana, e singole cellule in grado di tradurre varie immagini visive dello stesso elemento, come ad esempio l'identità di un individuo, in un unico immediatamente e costantemente riconoscibile concetto .

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