La perception sonore et l'importance du contexte


La perception sonore et l'importance du contexte

Une étude publiée cette semaine dans Nature Neuroscience Examine de nouveau comment le contexte affecte la façon dont nous répondons aux stimuli sonores. Les résultats montrent que la neuroscience sous-jacente est à la fois complexe et surprenante.

Les sons identiques peuvent être perçus de manière entièrement différente selon le contexte.

Lors d'un match de football, si nous entendons quelqu'un crier au sommet de leurs poumons, nous pourrions ne pas être particulièrement troublés.

Cependant, si nous entendions exactement les mêmes cris lors de la lecture dans une bibliothèque, notre réaction serait probablement beaucoup plus intense.

Les scientifiques savent depuis longtemps que nous répondons aux stimuli auditifs d'une manière spécifique au contexte.

Notre réaction au son d'une corne de voiture, par exemple, provoque une réponse différente si nous l'entendons alors que nous traversions une rue occupée, par rapport à l'entendre dans le confort de notre canapé à la maison.

Bien que nous comprenions pourquoi le contexte est important, les mécanismes neuronaux qui s'y rattachent se sont révélés plus difficiles à choisir.

Les chercheurs de l'Institut Skirball de la médecine biomoléculaire de NYU Langone Medical Center à New York ont ​​conçu une étude pour étudier les changements neurologiques concernant la perception du son spécifique au contexte.

L'enquêteur principal Robert Froemke, le collègue postdoctoral Kishore Kuchibhotla, et leur équipe ont cherché à déterminer comment les mêmes entrées sensorielles pourraient être perçues et codées différemment dans le cerveau.

Comprendre le son dans le contexte

Bien que le projet soit en cours depuis environ 5 ans, les résultats les plus récents sont encore une surprise pour l'équipe.

Froemke a été intéressé par la plasticité du cerveau et sa capacité à attribuer un sens aux sons pendant de nombreuses années. Medical-Diag.com A récemment profité de l'occasion pour demander pourquoi ce domaine d'étude était si intéressant pour lui. Il a dit:

"Je pense que l'une des choses les plus étonnantes du cerveau est qu'elle change, et elle peut apprendre tout au long de la vie. Cela nous rend tous individuels et différents l'un de l'autre, nous permettant d'apprendre de nos erreurs et d'essayer d'être mieux demain que Nous étions aujourd'hui."

Il a continué: «Les mots et la musique, les noms de nos partenaires romantiques, peuvent être des sons assez simples qui ont un sens aussi puissant pour nous et des façons individuelles vraiment intéressantes qui entraînent de fortes réactions émotionnelles et affectent profondément notre comportement. Le bébé qui pleure, par exemple, évoque une réaction très différente si c'est votre bébé contre si il y a trois rangées derrière vous dans un avion.

La manière dont l'esprit humain peut changer sa réponse à certains stimuli n'est rien d'étonnant. Comme le dit Froemke, «je ne pouvais pas l'étudier».

Dans cette toile de fond de fascination profonde, Froemke et Kuchibhotla se sont mis à comprendre ces interactions en mesurant l'activité du circuit nerveux chez la souris.

La bataille entre l'inhibition et l'excitation

Dans le cerveau, à peu près, les cellules nerveuses peuvent être divisées en excitatrices et inhibitrices. Les nerfs excitateurs produisent des produits chimiques qui encouragent la prochaine cellule nerveuse à transmettre et, par conséquent, amplifient le message. À l'inverse, les cellules nerveuses inhibitrices empêchent le message d'être transmis davantage.

L'équilibre entre ces deux sous-ensembles est essentiel pour s'assurer que l'information est reçue et comprise, et aucune des deux n'est ignorée ou amplifiée de façon disproportionnée.

L'inhibition et l'excitation doivent être finement équilibrées.

Pour traiter les informations sensorielles entrantes, telles que les sons, les niveaux de signalisation sont réglés par l'interaction entre ces deux types de cellules.

On pense que le cerveau attache plus ou moins d'importance à un signal particulier en composant ou diminue les signaux nerveux excitateurs ou inhibiteurs.

Dans les expériences, les souris ont été divisées en groupes; Certains ont été formés pour s'attendre à une récompense quand ils ont entendu une note musicale spécifique, tandis que d'autres n'ont pas été formés pour s'attendre à quelque chose au son de la même note.

Froemke et son équipe ont examiné comment des séries de neurones ont répondu à des sons qu'ils avaient ou n'attendaient pas pour signaler une récompense.

Ils ont découvert, à leur grande surprise, que la plupart des cellules nerveuses excitatrices dans le cortex auditif avaient moins tiré lorsque les souris s'attendaient à une récompense et en ont reçu une.

À l'inverse, un deuxième ensemble de neurones excitateurs dans la même situation, ont augmenté leur activité lorsqu'ils s'attendaient à une récompense.

Froemke admet que les résultats étaient "très surprenants". Il a récemment expliqué les résultats à Medical-Diag.com :

"Nous avons imaginé la même population de neurones corticaux au cours des jours que nous avons formé des animaux. Mais, plutôt qu'une augmentation ou une diminution générale de l'activité neurale (ce qui nous attendait), certains neurones ont radicalement changé leur réponse aux sons. Fondamentalement, Nous avons joué le son UNE (Comme une touche sur un piano) ou sonore B , Et certains neurones répondent à l'un ou l'autre son, ni au son, comme nous nous attendions."

"Nous nous attendions aussi à ce que nous récompensions le son UNE , Les cellules répondant à l'origine UNE Répondrait encore plus encore ", a déclaré Froemke." Mais à la place, certaines cellules du cerveau qui ont répondu à l'origine B Ou n'a pas répondu à un son est devenu très réactif au moment où la tâche a commencé et a repris son manque de réponse initial lorsque la tâche était terminée. [...] Encore plus surprenant, la plupart des cellules répondant à l'origine UNE A cessé de répondre."

Expliquer l'inhibition

Lors d'une enquête plus approfondie, l'équipe a constaté que ces changements inattendus étaient contrôlés par l'activation de populations de neurones inhibiteurs; Spécifiquement, la parvalbumine, la somatostatine et les neurones peptidiques vaso-nestins. Tous ces sous-types travaillaient de concert pour changer le réseau cortical de l'état «passif» à l'état comportemental «actif».

Une région du cerveau importante pour attirer l'attention - le noyau basalis - libère de l'acétylcholine qui, dans le cortex auditif, influe sur les neurones inhibiteurs et modifie la perception d'un son.

Pour déterminer le rôle de l'acétylcholine, les chercheurs ont inhibé sa libération dans le cerveau formé de la souris. Lorsque cela a été fait, les souris ont seulement répondu à la moitié du signal de récompense.

Froemke espère que, dans le futur, ces résultats seront utilisés pour améliorer l'apprentissage. Il a dit Medical-Diag.com Que «nous avons montré comment le contexte comportemental peut activer le système important pour l'attention, ce qui est également essentiel pour l'apprentissage (vous n'apprenez généralement pas si vous ne faites pas attention). Nous sommes très intéressés lorsque ce système est engagé, Et quand il ne parvient pas à être engagé, et comment nous pouvons améliorer les procédures de formation pour contrôler plus efficacement la libération d'acétylcholine pour promouvoir et améliorer l'apprentissage (éventuellement chez les personnes).

L'équipe prévoit poursuivre ses recherches à cet égard et étudier les rôles d'autres produits chimiques neuro-actifs importants. Froemke s'intéresse particulièrement à la "noradrenaline (la version du cerveau de l'adrénaline [norepinephrine], à l'excitation croissante et à l'attention rapide à des choses surprenantes ou potentiellement dangereuses) et à l'ocytocine (une hormone importante pour les interactions sociales et les soins maternels), ce qui nous permet de remarquer d'autres Les choses dans l'environnement et dans notre vie sociale ".

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