Органы чувств представляют собой наши ворота для получения информации из окружающей среды, но не все из них всегда доступны для всех, как в случае со слепыми или глухими людьми. Сегодня исследователям достаточно хорошо известно, что мозг обладает критической способностью адаптироваться к различным сенсорным ощущениям и, в некотором роде, «компенсировать» отсутствие того или иного чувства.
В недавнем исследовании группа ученых из Школы повышения квалификации IMT в Лукке (IMT School for Advanced Studies Lucca), Италия, в сотрудничестве с группой из Ульмского университета (University of Ulm), Германия, добавила новые гипотезы о том, как мозгу удается адаптироваться к изменениям в потоке информации, поступающей от глаз и ушей.
Несколько исследований уже показали, что отсутствие зрения, даже на короткий период времени, например, из-за закрытия одного глаза на несколько часов, достаточно, чтобы вызвать временное изменение в том, как мозг обрабатывает визуальную информацию. Тем не менее, было неизвестно, влияют ли эти пластические эффекты на другие чувства помимо зрения и влияют ли они на их активность. Исследование опубликовано в научном журнале NeuroImage.
Материалы и методы исследования
Для этого нового исследования учёные завязали глаза 20 участникам эксперимента и попросили их смотреть и считать простые вспышки света, им также были представлены звуковые сигналы. В ходе эксперимента активность в головном мозге регистрировалась с точностью до миллисекунды с помощью электроэнцефалограммы.
Результаты исследования
Исследователи заметили, что нейронная активность в ответ на зрительную и слуховую информацию была изменена после снятия повязки с глаза.
«В этом исследовании мы впервые продемонстрировали, что даже короткий период монокулярной депривации — закрытие одного глаза повязкой примерно на два часа — также влияет на слуховую обработку. В частности, мы наблюдали очень избирательное увеличение нервной реакции на звуки», — комментирует Алессандра Федеричи (Alessandra Federici), исследователь в области когнитивной нейробиологии в Школе IMT и первый автор статьи.
Другими словами, даже небольшого нарушения визуального восприятия достаточно, чтобы вызвать изменение баланса между зрением и слухом. Действительно, эффекты монокулярной депривации были парадоксальными: после удаления пластыря мозг стал более чувствительным к зрительной информации, поступающей от закрытого глаза, как будто отсутствие входных данных приводило к повышению нервной возбудимости.
Мозг также стал более восприимчив к слуховой информации, но выборочно, когда окружающая среда контролировалась другим глазом без повязки.
«В то время как многие исследования продемонстрировали пластичность чувств после длительной сенсорной депривации, как в случае слепоты и глухоты, эти данные раскрывают высокую степень пластичности и взаимозависимости чувств и глубокое влияние, которое сенсорный опыт постоянно оказывает на наш мозг», — объясняет Давиде Боттари (Davide Bottari), научный сотрудник школы IMT и главный исследователь.
Это подтверждает, что мозг обладает очень важной способностью адаптироваться к изменениям входных данных, которые он получает. Он недвусмысленно показывает, что изменения в одном органе чувств быстро приводят к изменениям в других, как если бы было найдено новое равновесие, а также предлагает возможные указания касательно того, как учитывать это сенсорное взаимодействие для разработки более эффективных протоколов реабилитации при различных видах заболеваний и инвалидности, таких как амблиопия.
Авторы другого исследования утверждают, что COVID-19 может вызвать «слепоту на лица».