Сенсорный опыт и слуховая пластичность коры головного мозга тесно взаимосвязаны. Эта взаимосвязь наиболее ярко проявляется в младенчестве, когда изменения в сенсорной информации могут оказывать глубокое воздействие на функциональную организацию развивающейся коры головного мозга. Но значительная степень пластичности сохраняется на протяжении всей жизни, о чем свидетельствует реорганизация коры головного мозга, возникающая после повреждения сенсорной периферии, или более противоречивые изменения в свойствах реакции, которые, как полагают, сопровождают перцептивное обучение. Недавние исследования слуховой системы выявили удивительно адаптивную природу обработки сенсорных данных и позволили получить важное представление о том, каким образом кортикальные цепи формируются в результате опыта и обучения.
Вступление
Сенсорный опыт формирует структуру и функции нейронных систем в различные периоды времени и на протяжении всей жизни организма таким образом, который, по-видимому, является адаптивным для организма. Хотя наиболее ярко это проявляется в младенчестве, когда нейронная архитектура сначала формируется, а затем совершенствуется для оптимизации обработки сенсорной информации, пластичность сенсорных систем сохраняется и во взрослом возрасте, когда нейронные представления остаются способными к существенной перестройке в ответ на измененные входные сигналы, связанные с повреждением периферической нервной системы или перцептивным обучением. Несмотря на несколько десятилетий исследований в этой области, наше понимание природы и поведенческого значения физиологических изменений, вызываемых манипулированием сенсорной средой на разных этапах жизни, остается далеким от завершения.
Традиционно зрение было предпочтительной системой для изучения влияния сенсорного опыта на пластичность коры головного мозга, особенно в процессе развития. Ряд элегантных экспериментов, направленных на контроль зрительной среды в раннем возрасте (наиболее известной моделью является пластичность доминирования зрения [1]), позволили нам получить ценную информацию о том, как ранний сенсорный опыт влияет на созревание кортикальных цепей. Одна из причин популярности зрительной системы в исследованиях пластичности заключается в относительной легкости, с которой можно контролировать аспекты визуального окружения животного. Напротив, трудно предотвратить акустическое воздействие, возникающее в результате самовокализации, движения животного или обращения с ним, что затрудняет проведение экспериментов по депривации, которые доказали свой успех в визуальной нейробиологии, в слуховой области.
С другой стороны, часто легче контролировать статистику ввода стимулов в слуховую систему, и некоторые из наиболее ярких эффектов перцептивного обучения на свойства нейронной реакции были описаны в слуховой коре. Более того, в настоящее время разработаны различные подходы к контролируемому искажению ранней акустической среды животного, которые позволили получить важное представление о роли опыта в развитии коры головного мозга. Наконец, успех кохлеарных имплантатов послужил дополнительным стимулом для изучения того, как аномальный сенсорный опыт влияет на структуру и функции слуховой системы, а также для создания модели для определения того, как искусственный сигнал, поступающий от сенсорных протезов, обрабатывается и интерпретируется мозгом. В этой статье мы рассмотрим последние результаты в каждой из этих областей.
Текст PDF: fritz_et_al_curr_opin_neuro_2007_auditory_attention.pdf
Johannes C. Dahmen, Andrew J. King,
Learning to hear: plasticity of auditory cortical processing,
Current Opinion in Neurobiology,
Volume 17, Issue 4,
2007,
Pages 456-464,
ISSN 0959-4388,
https://doi.org/10.1016/j.conb.2007.07.004.