Biały szum nie tylko dla niemowląt. Naukowcy informują, że poprawia słuch

Dźwięki i hałasy nie są, jak wiadomo, równe sobie. A jak się okazuje, nawet ciche otoczenie nie wywołuje takiego samego efektu w człowieku jak biały szum. Na tle ciągłego białego szumu słyszenie czystych dźwięków staje się jeszcze bardziej precyzyjne, jak wykazali badacze z Uniwersytetu w Bazylei. Ich odkrycia mogą być wykorzystane do dalszego rozwoju implantów ślimakowych.

Odkrywanie „mózgu słuchowego”

Pomimo znaczenia słyszenia w komunikacji międzyludzkiej, nadal bardzo słabo rozumiemy, w jaki sposób odbierane są sygnały akustyczne i jak są one przetwarzane, abyśmy mogli je zrozumieć. Jedno jest jednak jasne: im dokładniej rozróżniamy wzorce dźwiękowe, tym lepszy jest nasz słuch. Ale w jaki sposób mózg potrafi rozróżnić istotne i mniej istotne informacje – szczególnie w środowisku z hałasem w tle?

Naukowcy pod kierunkiem prof. dr Tanii Rinaldi Barkat z Wydziału Biomedycyny Uniwersytetu w Bazylei zbadali neuronalne podstawy percepcji dźwięku i odrzucania dźwięku w trudnym środowisku dźwiękowym. Skoncentrowano się na badaniach kory słuchowej – „mózgu słuchowego”, czyli obszaru mózgu przetwarzającego bodźce akustyczne. Wynikowe wzorce aktywności wynikają z pomiarów w mózgu myszy.

Jak dobrze wiadomo, rozróżnienie dźwięków staje się trudniejsze, im bliżej znajdują się w spektrum częstotliwości. Początkowo naukowcy założyli, że dodatkowy hałas może jeszcze bardziej utrudnić takie zadanie słuchowe. Jednak zaobserwowano coś przeciwnego: zespół był w stanie wykazać, że zdolność mózgu do rozróżniania subtelnych różnic tonów poprawiła się, gdy do tła dodano biały szum. W porównaniu z cichym otoczeniem ten specyficzny hałas ułatwił percepcję słuchową.

Hałas zmniejsza aktywność neuronów

Dane grupy badawczej wykazały, że biały szum znacząco hamował aktywność komórek nerwowych w korze słuchowej. Paradoksalnie to tłumienie pobudzenia neuronalnego doprowadziło do bardziej precyzyjnego postrzegania czystych tonów. „Odkryliśmy, że populacje neuronów mniej się nakładają podczas dwóch osobnych reprezentacji tonów” – wyjaśnia profesor Tania Barkat. „W rezultacie ogólne zmniejszenie aktywności neuronów spowodowało wyraźniejszy odbiór tonów”.

Aby potwierdzić, że kora słuchowa, a nie inny obszar mózgu był odpowiedzialny za zmianę percepcji dźwięku, naukowcy zastosowali technikę optogenetyczną kontrolowaną światłem. Ich odkrycia mogłyby zostać wykorzystane do poprawy percepcji słuchowej w sytuacjach, w których dźwięki są trudne do odróżnienia. Według Barkat można sobie wyobrazić, że implanty ślimakowe mogą być stymulowane przy pomocy efektu podobnego do białego szumu, aby poprawić częstotliwości, a tym samym słuch użytkowników.