Musikaliska neuroner

För första gången har neuroforskare från MIT identifierat en neural population i den mänskliga hörselbarken som reagerar specifikt på musik, men inte på tal eller andra miljöljud.

Huruvida det finns en sådan population av neuroner har varit föremål för omfattande spekulationer, säger Josh McDermott, biträdande professor i neurovetenskap vid MIT. En av kärndebatterna kring musik är i vilken utsträckning den har dedikerade mekanismer i hjärnan och i vilken utsträckning den pendlar från mekanismer som i första hand tjänar andra funktioner, säger han.

Den här berättelsen var en del av vårt marsnummer 2016

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Med hjälp av funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) skannade McDermott och kollegor hjärnorna på 10 mänskliga försökspersoner som lyssnade på 165 ljud, inklusive olika typer av tal och musik samt vardagsljud som fotsteg, en bilmotor som startar och en telefon som ringer.

Att kartlägga hörselsystemet har visat sig svårt eftersom fMRI, som mäter blodflödet som ett index för neural aktivitet, saknar fin rumslig upplösning. I fMRI kan voxels – den minsta måttenheten – återspegla svaret från miljontals neuroner.

För att reta isär dessa svar använde forskarna en teknik som modellerar varje voxel som en blandning av flera underliggande neurala svar. Detta avslöjade sex populationer av neuroner - den musikselektiva populationen, en uppsättning neuroner som reagerar selektivt på tal och fyra uppsättningar som svarar på andra akustiska egenskaper som tonhöjd och frekvens.

Dessa fyra akustiskt känsliga populationer överlappar med regioner av primär auditiv cortex, som utför det första steget av kortikal ljudbehandling. De tal- och musikselektiva neurala populationerna ligger bortom denna primära region.

Vi tror att detta ger bevis på att det finns en hierarki av bearbetning där det finns svar på relativt enkla akustiska dimensioner i detta primära hörselområde. Det följs av ett andra steg av bearbetning som representerar mer abstrakta egenskaper hos ljud relaterade till tal och musik, säger postdoc Sam Norman-Haignere, PhD '15, huvudförfattare till studien, publicerad i Neuron.

Nancy Kanwisher '80, PhD '86, professor i kognitiv neurovetenskap och författare till studien, säger att även om musikselektiva reaktioner finns i hjärnan, betyder det inte att de återspeglar ett medfött hjärnsystem. En viktig framtidsfråga blir hur detta system uppstår i utvecklingen: hur tidigt det hittas i spädbarns- eller barndomen, och hur beroende det är av erfarenhet, säger hon.

Dölj