Способность слышать тихую речь в шумной обстановке трудна для многих и почти невозможна для 48 миллионов жителей Соединенных Штатов, живущих с потерей слуха. Исследователи из Массачусетского института глаз и уха, Гарвардской медицинской школы и Гарвардского университета разработали новый тип игры, в которой мышей и людей учили улучшать их способность различать тихие звуки на шумном фоне. Их выводы будут опубликованы в PNAS Online Early Edition с 9 по 13 июня 2014 г.
В эксперименте взрослые люди и мыши с нормальным слухом были обучены элементарной «аудиигре», вдохновленной сенсорным поиском пищи, которая требовала от них различать изменения громкости звука, представленного при умеренном уровне фонового шума. Их результаты предлагают новые терапевтические возможности для клинических групп населения, которые получают мало пользы от традиционных стратегий сенсорной реабилитации.
"Как и в детской игре «холодно и жарко», наша игра обеспечивала мгновенную звуковую обратную связь, которая позволяла нашим людям и мышам точно определять местонахождение скрытой цели," сказал старший автор Дэниел Полли, Ph.D., директор мессы. Отделение нейропластичности глаз и ушей Амелии Пибоди Лаборатории Итон-Пибоди и доцент кафедры отологии и ларингологии Гарвардской медицинской школы. "В ходе обучения оба вида изучили стратегии адаптивного поиска, которые позволили им более эффективно преобразовывать зашумленные динамические звуковые сигналы в полезную информацию для поиска цели. К нашему удивлению, люди, которые освоили эту простую игру в течение 30 минут ежедневных тренировок в течение одного месяца, продемонстрировали общее улучшение их способности понимать речь в шумных фоновых условиях. Сопоставимые улучшения в обработке речи при высоких уровнях фонового шума не наблюдались для контрольных субъектов, которые слышали звуки игры, но фактически не играли в игру."
Исследователи записали электрическую активность нейронов в слуховых областях коры головного мозга мыши, чтобы получить некоторое представление о том, как тренировка могла повысить способность мозга отделять сигнал от шума. Они обнаружили, что тренировки существенно изменили способ кодирования звука мозгом.
У обученных мышей многие нейроны стали очень чувствительны к слабым звукам, которые сигнализировали о местоположении цели в игре. Кроме того, нейроны проявляли повышенную устойчивость к подавлению шума; они сохранили способность кодировать слабые звуки даже в условиях повышенного фонового шума.
"Опять же, подобных изменений не наблюдалось у контрольных мышей, которые наблюдали (и слушали), как их коллеги играют в игру. Требовалось активное участие в тренинге; пассивного слушания было недостаточно," Доктор. Полли сказал.
Эти результаты иллюстрируют полезность упражнений для тренировки мозга, основанных на тщательных исследованиях нейробиологии. "В сочетании с обычными вспомогательными устройствами, такими как слуховые аппараты или кохлеарные имплантаты, «аудиоигры» того типа, который мы описываем здесь, могут предоставить людям с нарушениями слуха улучшенную способность восстанавливать связь со слуховым миром. Особый интерес представляет открытие, что тренировка мозга улучшает обработку речи в шумном фоне – в среде прослушивания, где обычные слуховые аппараты дают ограниченную пользу," заключил д-р. Джонатон Уиттон, ведущий автор статьи. Доктор. Уиттон – главный исследователь в Отделении нейропластичности Амелии Пибоди и член программы по изучению речевого слуха, бионауки и технологий, Гарвард-Массачусетский технологический институт, Отделение здравоохранения, науки и технологий.