听觉皮层中的神经元合作

由于蒙古沙鼠的听觉与人类相似,因此是一种重要的听觉动物模型
资料来源:Eike Budinger / LIN

我们的大脑由左半球和右半球组成。两个大脑半球在感知和学习方面有不同的任务和功能。马格德堡莱布尼茨神经生物学研究所(LIN)、德国灵长类动物研究中心(DPZ) (Göttingen)和马格德堡奥托·冯·格里克大学(OVGU)的研究人员最近对蒙古沙鼠进行了一项研究,他们展示了大脑的两个半球在学习听觉刺激时是如何一起工作的。发表在《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)上的这一发现,可能会为大脑半球交流障碍患者带来新的治疗选择。

大脑左右半球之间特定功能的分布是一个基本的神经元组织原则。声音处理是由所谓的听觉皮层负责的,它位于大脑的两个半球,负责分担工作:语言处理主要在左半球,音乐处理在右半球。这种专门化是基于语言和音乐的某些声学-物理参数:单词和句子开头的快速时间变化或音乐旋律的连续音高变化。

物质的交互

在一项全面的研究中,由来自LIN的Eike Budinger教授领导的团队能够表明,不仅大脑的两个半球本身,而且它们的相互作用在学习声学参数方面都有显著的影响,而这些声学参数是语言和音乐的特殊处理的基础。

第一作者是来自DPZ的Katja Saldeitis博士,他训练蒙古沙鼠(它们的听力与人类相对相似)辨别音调下降或上升的声音刺激。两个大脑半球的听觉皮层之间连接完好的老鼠在几天内就学会了这项任务。大脑半球间连接受损的老鼠需要更长的时间才能做到这一点,而且最终不如健康的老鼠成功,”Saldeitis描述道。

然而,如果健康动物在学习后故意中断大脑半球间的连接,老鼠在这项任务中的表现仍然没有受损。同时,对声音刺激中短暂时间变化的识别和辨别能力,如停顿,并没有受到半球间连接干扰的影响。

布丁格解释说:“我们从结果中得出结论,在其他方面,右半球优先处理音调变化,但需要来自左半球的信息来学习它们。相反,左脑优先处理时间变化,但不需要来自右脑的额外信息。”

定制培训计划作为一种可能的疗法

因此,本研究为治疗精神分裂症、阅读障碍和耳鸣等半球间听觉交流障碍提供了重要线索。布丁格假设:“这些症状也许可以通过有针对性的听觉训练项目来治疗,这些项目可以强化扎根于大脑深层结构或仅在一个半球的替代处理途径。”

Originalpublikation:

https://www.jneurosci.org/content/early/2022/01/20/JNEUROSCI.0216-21.2022

Weitere Informationen:

https://www.lin-magdeburg.org/cni/functional-neuroanatomy

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