Como o cérebro distingue a fala do ruído



Esta imagem mostra confirmação histológica dos locais de gravação. Fluoro-Gold depositado no final de gravações separadas de MNTB e MSO (áreas pontilhadas) são claramente separados e localizados para núcleos alvo, confirmando direcionamento preciso para sites de gravação com base em respostas acústicas.



Resumo: Estudo relata que um sistema de neuromodulação generalizado influencia fortemente o processamento de som em uma região auditiva chave do cérebro. Descobertas sugerem que a acetilcolina pode ajudar na capacidade do cérebro de distinguir a fala de outros ruídos.

Fonte: Universidade de Lehigh

Pela primeira vez, pesquisadores forneceram evidências fisiológicas de que um sistema de neuromodulação generalizado – um grupo de neurônios que regulam o funcionamento de neurônios mais especializados – influencia fortemente o processamento sonoro em uma importante região auditiva do cérebro. O neuromodulador, acetilcolina, pode até ajudar os principais circuitos cerebrais auditivos a distinguir a fala do ruído.

"Embora o fenômeno da influência desses moduladores tenha sido estudado no nível do neocórtex, onde ocorrem as computação mais complexas do cérebro, é raro Os achados foram descritos em um artigo, "Sinalização cóligrágica Endógena Modula respostas evocadas pelo som do Núcleo Medial do Corpo Trapezoide", publicado no início deste mês no The Journal of Neuroscience. Os editores da revista designaram o artigo como "notável" e ele foi incluído em "pesquisa em destaque" por seu significado particular para a comunidade científica.

Foi estudado nos níveis mais fundamentais do cérebro", diz R. Michael Burger, professor de neurociência na Universidade de Lehigh.

O estudante de Doutorado de Burger e Lehigh Chao Zhang, juntamente com os colaboradores Nichole Beebe e Brett Schofield da Universidade Médica do Nordeste de Ohio e Michael Pecka da Universidade Ludwig-Maximilians de Munique conduziram a pesquisa.

"Este estudo provavelmente trará uma nova atenção no campo para as maneiras pelas quais circuitos como este, amplamente considerados 'simples', são de fato altamente complexos e sujeitos a influência modulatória como regiões mais altas do cérebro", diz Burger.

A equipe realizou experimentos eletrofisiológicos e análise de dados para demonstrar que a entrada da acetilcolina neurotransmissor, um neuromodulador generalizado no cérebro, influencia a codificação de informações acústicas pelo núcleo medial do corpo trapezoide (MNTB), a fonte mais proeminente de inibição a vários núcleos-chave no sistema auditivo inferior. Os neurônios MNTB foram previamente considerados computacionalmente simples, impulsionados por uma única grande sinapse excitatória e influenciados por insumos inibitórios locais.

A equipe demonstra que, além dessas entradas, a modulação acetilcolina aumenta a discriminação neural dos tons a partir de estímulos sonoros, o que pode contribuir para o processamento de sinais acústicos importantes, como a fala. Além disso, eles descrevem novas projeções anatômicas que fornecem entrada acetilcolina para o MNTB.

Burger estuda o circuito de neurônios que são "conectados" para realizar a função especializada de computação dos locais dos quais os sons emanam no espaço. Ele descreve os neuromoduladores como circuitos mais amplos e menos específicos que sobrepõem os mais altamente especializados.

"Essa modulação parece ajudar esses neurônios a detectar sinais fracos em ruído", diz Burger. "Você pode pensar nesta modulação como semelhante a mudar a posição de uma antena para eliminar estática para sua estação de rádio favorita."

"Neste artigo, mostramos que os circuitos modulatórios têm um efeito profundo sobre os neurônios nos circuitos de localização sonora, em nível fundamental muito baixo do sistema auditivo", acrescenta Zhang.

Além disso, durante o curso deste estudo, os pesquisadores identificaram pela primeira vez um conjunto de conexões completamente desconhecidas no cérebro entre os centros modulatórios e essa importante área do sistema auditivo.

Burger e Zhang acham que essas descobertas poderiam lançar uma nova luz sobre a contribuição da neuromodulação para processos computacionais fundamentais em circuitos auditivos do tronco cerebral, e que também tem implicações para entender como outras informações sensoriais são processadas no cérebro.

"Endogenous Cholinergic Signaling Modula Respostas evocadas de som do Núcleo Medial do Corpo Trapezoid" por Chao Zhang, Nichole L. Beebe, Brett R. Schofield, Michael Pecka e R. Michael Burger. Revista de Neurociência

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