پستانداران اولیه صداها را چگونه می شنیدند؟

به گزارش عاشق وب محققان دانشگاه ˮبراونˮ برای بازسازی سیگنال های عصبی به کلمات انگلیسی از یک رابط مغز و کامپیوتر استفاده کردند تا بفهمند که پستانداران اولین صداها را چگونه می شنیدند.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، افرادی که گرفتار کم شنوایی هستند، امکان دارد روزی به لطف مطالعه جدید محققان دانشگاه “براون” بتوانند راحت صحبت کنند. آنها توانستند سیگنال های عصبی را از مغز میمون های رزوس(Rhesus) –گونه ای از میمون های دنیای باستان- بگیرند و با استفاده از یک رابط مغز و کامپیوتر آنها را به کلمات انگلیسی ترجمه کنند.
این کار می تواند راه را برای کمک به کاشت ایمپلنت مغزی برای کمک به افراد کم شنوا هموار کند.
“آرتو نورمیکو” استاد دانشکده مهندسی براون و یکی از محققان موسسه علوم مغز “کارنی” و نویسنده ارشد این تحقیق اظهار داشت: هدف اصلی مطالعه ما این است که درک بهتری از چگونگی پردازش صدا در مغز موجودات اولین پیدا نماییم که در نهایت می تواند منجر به توسعه انواع جدیدی از پروتزهای عصبی شود.
طبق گفته گروه محققان، سیستم های مغزی انسان ها و پستانداران اولین غیرانسانی در مرحله پردازش اولیه یکسان است. این پردازش اولیه در قشر شنوایی رخ می دهد و صداها را بر مبنای چیزهایی مانند زیر و بمی یا لحن مرتب می کند. سپس این صداها در قشر شنوایی ثانویه پردازش می شوند و آنجاست که صداها بعنوان کلمات متمایز می شوند.
سپس این اطلاعات برای پردازش و سپس گفتار به قسمت های مختلف مغز ارسال می شود. در حالیکه پستانداران اولیه نمی فهمند منظور از کلمات چیست و محققان می خواستند بدانند که آنها چگونه کلمات را پردازش می کنند.
محققان برای انجام این کار فعالیت نورون های میمون های رزوس را در حالیکه به کلمات انگلیسی و صداهای میمون های رزوس دیگر گوش می دادند، ضبط کردند.
محققان برای ضبط سیگنال های عصبی میمون ها به دو ایمپلنت به اندازه نخود با مجموعه ای از میکروالکترودها متکی بودند.
میمون ها قادر به شنیدن کلمات یک و دو هجایی همچون “tree”(درخت)، “good”(خوب) “north”(شمال)، “cricket”(کریکت) و “program”(برنامه) بودند. این اولین بار بود که دانشمندان به لطف سنسورهای چندمنظوره قادر به ضبط اطلاعات شنیداری پیچیده شدند.
“نورمیکو” اظهار داشت: پیش از این، داده ها از قشر شنوایی ثانویه با الکترودهای تکی جمع آوری شده بود، اما تا آنجا که می دانیم این نخستین ضبط چند الکترودی از این قسمت از مغز است. اساساً ما نزدیک به ۲۰۰ قطعه میکروسکوپی داریم که می تواند غنا و وضوح بالاتری از اطلاعات مورد نیاز را به ما عرضه نماید.
بخشی از مطالعه برای تعیین اینکه کدام الگوریتم رمزگشایی بهتر عمل می کند، متمرکز شده است. این الگوریتم ها به صورت قابل توجهی از الگوریتم های سنتی که در رمزگشایی داده های عصبی از مناطق دیگر مغز مؤثر بودند، فراتر رفت. محققان می گویند هدف این است که روزی بتوانیم ایمپلنت های عصبی ایجاد نماییم که بتواند به ترمیم شنوایی افراد کمک نماید.
“نورمیکو” اظهار داشت: سناریوی آرمانی ما این است که سیستم هایی را توسعه دهیم که خیلی از دستگاه های شنوایی را دور بزنند و مستقیماً به مغز بروند. همان میکروالکترودهایی که برای ثبت فعالیت عصبی در این مطالعه استفاده کردیم، امکان دارد روزی برای عرضه مقادیر کمی از جریان الکتریکی در الگوهایی استفاده گردد که به افراد توانایی شنیدن صداهای خاص را می دهد.
این مطالعه در مجله Nature Communications Biology انتشار یافته است.