Наши уши фокусируют внимание на звуке с помощью движений

Многие животные, в том числе собаки, кошки и различные виды обезьян, двигают ушами, чтобы лучше сосредоточить свое внимание на новом звуке. То, что люди также обладают этой способностью, не было известно до сих пор. Ученые впервые продемонстрировали, что мы делаем небольшие бессознательные движения нашими ушами, направленные на звук. Команда обнаружила эту способность путем измерения электрических сигналов в мышцах рудиментарной двигательной системы человеческого уха. Результаты исследования опубликованы в журнале eLife 3-го июля.

Попросить детей «взбодриться» означает попросить их внимательно слушать. Никто серьезно не думает, что дети буквально двигают ушами так, как это делают кошки, собаки или лошади. Но факт в том, что они это делают. Исследовательская группа, возглавляемая профессором Даниалом Штраусом, показала, что мышцы вокруг уха активизируются, как только появляются новые, необычные или целеустремленные звуки. 

«Электрическая активность мышц уха указывает направление, в котором субъект сосредотачивает свое слуховое внимание», – говорит нейробиолог Штраус. «Весьма вероятно, что люди все еще обладают рудиментарной системой ориентации, которая пытается контролировать движение ушной раковины (видимой внешней части уха). Несмотря на то, что она стала рудиментарной около 25 миллионов лет назад, эта система все еще существует в нашем мозгу как “нервное ископаемое”»

Исследователи смогли записать сигналы, которые контролируют мелкие, обычно невидимые движения ушной раковины, используя технику, известную как поверхностная электромиография (ЭМГ). Датчики, прикрепленные к коже субъекта, обнаруживали электрическую активность мышц, ответственных за перемещение ушной раковины или изменение ее формы. Были рассмотрены два типа внимания. Чтобы оценить рефлексивное внимание, которое возникает автоматически, когда мы слышим неожиданные звуки, участники исследования подвергались воздействию новых звуков, поступающих через произвольные интервалы из разных боковых положений, в то время как они молча читали монотонный текст. Чтобы проверить целенаправленное внимание, которое мы проявляем при активном слушании, участников попросили выслушать рассказ, исходящий от одного расположенного сбоку говорящего, игнорируя «конкурирующую» историю из динамика, расположенного на противоположной стороне. Оба эксперимента показали, что движения мышц в рудиментарной системе ориентирования ушной раковины указывают направление слухового внимания субъекта.

Чтобы лучше охарактеризовать эти мельчайшие движения уха, команда также сделала специальные видеозаписи в высоком разрешении во время экспериментов. Тонкие движения ушей были видны с помощью компьютерных методов увеличения движения. В зависимости от типа используемого слухового стимула исследователи могли наблюдать различные движения уха.

«Наши результаты показывают, что электромиография мышц уха предлагает простой способ измерения слухового внимания. Методика не ограничивается фундаментальными исследованиями, она также имеет потенциал для ряда интересных применений», – объясняет профессор Штраус. 

Одной из областей, имеющих большое практическое значение, будет разработка более эффективных слуховых аппаратов. 

«Эти устройства смогут усиливать звуки, которые пытается услышать пользователь, при этом подавляя шумы, которые они пытаются игнорировать. Устройство будет функционировать так, чтобы отражать слуховое намерение пользователя», – добавил Штраус 

Слуховой аппарат будет мгновенно регистрировать и интерпретировать электрическую активность мышц уха.

DOI: 10.7554/eLife.54536

Вас также может заинтересовать:

• Неандертальцы имели ухо серфера из-за дайвинга за морепродуктами
• “Шумные” нейроны ограничивают зрительное восприятие
• Люди не осознают цвет в периферийном зрении