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Diversità essenziale affinchè la capacità del cervello localizzino i suoni

Massachusetts Gli scienziati dell'orecchio e dell'occhio sfidano le due teorie dominanti di come la gente localizza i suoni

La capacità di localizzare la sorgente del suono è importante per la navigazione del mondo e per l'ascolto negli ambienti rumorosi come i ristoranti, un atto che è particolarmente difficile per la gente anziana o dura d'udito. Avere due orecchie permette che gli animali localizzino la sorgente di un suono. Per esempio, i barbagianni possono strappare la loro preda nell'oscurità completa contando su solo sano. È stato conosciuto a lungo che questa abilità dipende dalle differenze minuscole nei suoni che arrivano ad ogni orecchio, compreso le differenze nell'ora d'arrivo: in esseri umani, per esempio, il suono arriverà all'orecchio più vicino alla sorgente fino al millisecondo mezzo più in anticipo di arriva all'altro orecchio. Queste differenze sono chiamate differenze di tempo interaural. Tuttavia, il modo che il cervello elabora questi informazioni per capire da dove il suono è venuto è stato la sorgente di molto dibattito.

Un documento recente dai ricercatori dell'occhio e dell'orecchio/Harvard della facoltà di medicina del Massachusetts in collaborazione con i ricercatori al Ecole Normale Superieure, Francia, sfida le due teorie dominanti di come la gente localizza i suoni, spiega perché le risposte di un neurone ai suoni sono così diverse e mostra come il suono può essere localizzato, anche con l'assenza di a metà del cervello. La loro ricerca è descritta in linea nel eLife del giornale.

“I progressi sono stati realizzati nelle impostazioni del laboratorio per capire come la localizzazione del suono funziona, ma in mondo reale la gente sente una vasta gamma di suoni con rumore di fondo e riflessi,„ ha detto Dan F.M. Goodman, autore principale e collega post-dottorato nei laboratori di Eaton-Peabody all'occhio del Massachusetts ed all'orecchio, facoltà di medicina di Harvard. “Le teorie basate sugli ambienti più realistici sono importanti. Il tema del documento è che le teorie precedenti circa questa ugualmente sono state idealizzate e se usate i dati più realistici, giungete ad una conclusione interamente differente.„

“Due teorie sono venuto a dominare la nostra comprensione di come il cervello localizza i suoni: la teoria di codifica di punta (che dice che soltanto le cellule cerebrali il più forte di risposta sono necessarie) e la teoria di codifica emisferica (che dice che soltanto la risposta media delle celle nei due emisferi del cervello è necessaria),„ Goodman ha detto. “Che cosa abbiamo indicato in questo studio è che nessune di queste teorie possono essere giuste e che la prova essi ha presentato soltanto gli impianti perché i loro esperimenti hanno usato suoni artificiali/idealizzati. Se usate più realistico, suoni naturali, quindi entrambe fanno molto male a spiegare i dati.„

I ricercatori hanno mostrato quello per fare bene con i suoni realistici, uno deve usare l'intero reticolo delle risposte neurali, non appena il più forte della risposta o della risposta media. Hanno mostrato altre due cose chiave: in primo luogo, lungamente è stato conosciuto che le risposte dei neuroni uditivi differenti sono molto diverse, ma questa diversità non è stata utilizzata nella teoria di codifica emisferica.

“Abbiamo indicato che la diversità è essenziale alla capacità del cervello di localizzare i suoni; se rendete tutte le risposte simili poi ci non sono abbastanza informazioni, qualcosa che non sia stato apprezzato già perché se una ha suoni artificiali/idealizzati non vedete che la differenza„ Goodman ha detto.

In secondo luogo, le teorie precedenti sono contradditorie con il fatto ben noto che la gente può ancora localizzare i suoni se perdono a metà del nostro cervello, ma soltanto sonda dall'altro lato (cioè se uno perde la metà sinistra del cervello, lui o lei può ancora localizzare i suoni che vengono dalla destra), lui ha aggiunto.

“Possiamo spiegare perché questo è il caso con la nostra nuova teoria,„ Goodman abbiamo detto.