آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز

عملکرد منحصر به فرد مغز انسان در مواجهه با موسیقی

نتایج مطالعات مشترک بین انسان و نخستی‌سانان باعث شکل‌گیری این فرضیه شده است که ممکن است سخن گفتن و شنیدن موسیقی، مدارهای مغزی مربوط به شنوایی را در مغز انسان شکل داده باشد.

یکی از موارد جذاب برای محققین بررسی ویژگی‌هایی است که انسان را نسبت به سایر گونه‌ها منحصر به فرد کرده است. در یکی از این موارد محققان دریافتند که انسان‌ها در مقایسه با گونه جانوری با نزدیکترین تطابق ژنتیکی به انسان، حساسیت بیشتری نسبت به زیرایی صدا از خود نشان می‌دهند. مقصود از زیرایی (Pitch) که آن ‌را با نَواک، زیر و بمی و یا ارتفاع صوت نیز می‌شناسیم تغییرات در فرکانس صداست که در هنگام گوش دادن به موسیقی تجربه می‌شود.

«ما ناحیه‌ای مشخص از مغز انسان را یافتیم که در مقایسه با مغز میمون‌های ماکاک عملکرد قوی‌تری نسبت به صداهای دارای زیرایی از خود نشان می‌دهد. نتایج، این احتمال را افزایش می‌دهد که ممکن است صداهای موجود در موسیقی و گفتگو باعث شکل‌ گرفتن ساختار اساسی مغز انسان شده باشد.» این گفته‌ی دکتر بویل کانوی (Bevil Conway) محقق موسسه NIH و نویسنده ارشد این مطالعه است که در مجله Nature Neuroscience به چاپ رسیده است.

محرک اولیه برای انجام این مطالعه، یک بحث دوستانه بین دکتر کانوی و دکتر سم نورمن-هایگنر (Sam Norman-Haignere) بود. دکتر نورمن-هایگنر، محقق پسادکتری آزمایشگاه ذهن، مغز و رفتار زوکرمن دانشگاه کلمبیا و نویسنده اول مقاله مربوطه است.

در آن زمان هردوی این افراد در موسسه MIT مشغول به کار بودند. تیم دکتر کانوی در حال بررسی تفاوت‌های میان کنترل بینایی در مغزهای انسان و میمون بودند و هدف آن‌ها نشان دادن این بود که تفاوت‌ها بسیار اندک هستند. مطالعات نقشه‌برداری مغزی آن‌ها اظهار داشته‌اند که میمون‌ها جهان را بسیار شبیه به چیزی می‌بینند که ما انسان‌ها می‌بینیم. در همین زمان دکتر کانوی در گفتگویی در جریان مطالعات دکتر نورمن در زمینه شنوایی قرار می‌گیرد.

دکتر نورمن: «به بویل گفتم ما روشی داریم که بصورت قابل اعتمادی نواحی مغزی انسان که نسبت به زیرایی صدا انتخابی هستند، را مشخص می‌کند.». کانوی براساس مطالعات پیشین خود عقیده داشت هیچ تفاوتی بین مغز انسان و میمون وجود ندارد؛ پس آن‌ها تصمیم گرفتند در آزمایشی مغز انسان‌ و میمون‌ را در واکنش به زیرایی صدا مقایسه کنند.

محققین برای این بررسی، یک سری صدای هارمونیک و یا آهنگین (tone) برای داوطلبین سالم و میمون‌ها پخش کردند. در عین حال، تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) برای ثبت فعالیت مغز در پاسخ به صداها گرفته شد. همچنین محققین پاسخ مغز به نویزهای غیرآهنگین (toneless) را اندازه گرفتند. این صداها از نظر فرکانسی با هرکدام از نواهای پخش شده اصلی مطابقت داشتند.

در نگاه اول اسکن‌ها مشابه به نظر می‌رسید که مطالعات قبلی را تصدیق ‌می‌کرد. نقشه قشر شنوایی مغز انسان و میمون نقاط فعال مشابهی داشتند و این مستقل از آهنگین بودن و یا نبودن صداها بود. اما زمانی که محققین بررسی دقیقتری نسبت به داده‌ها انجام دادند شواهدی از حساسیت بالای مغز انسان نسبت به صداهای آهنگین در آن‌ها دیده شد. در مقایسه بین صداهای پخش شده و نویزهای معادل آن‌، قشر شنوایی انسان نسبت به قشر میمون واکنش بیشتری از خود نشان می‌داد.

دکتر کانوی: ما فهمیدیم که مغزهای انسان و حیوان پاسخ‌های مشابهی در رنج فرکانس‌های ارائه شده دارند. زمانیکه ساختار آهنگین به صداها اضافه می‌شد نواحی مشابه در مغز انسان واکنش بیشتری نشان می‌دادند. این نتایج نشان دادند که میمون ماکاک ممکن است تجربه متفاوتی از موسیقی و سایر صداها داشته باشد. در مقابل احتمالا تجربه بصری ماکاک از جهان پیرامونی خود شبیه به چیزی است که ما داریم. نکته عجیبی که باقی می‌ماند این است که اجداد تکاملی ما در پردازش چه نوع صداهایی تبحر دارند.

آزمایشات بعدی موید این نتایج بود. افزایش اندک حجم صدای آهنگین تاثیر کمی در حساسیت آوایی در دو تا از میمون‌ها داشت.

در نهایت، زمانیکه محققین صداهایی را پخش کردند که هارمونیک‌های طبیعی بیشتری برای میمون‌ها داشت نتایج مشابهی مشاهده کردند. اینبار محرک‌ها صداهایی ضبط شده از میمون‌های ماکاک بود که بخشی از آن‌ها بصورت نویزدار ارائه می‌شد. اسکن‌های مغزی نشان دادند که قشر شنوایی انسان نسبت به قشر میمون حساسیت بسیار بیشتری در مقایسه نسبی بین صداها و نسخه‌های نویزدار آن از خود نشان می‌دهد.

دکتر کانوی: این یافته‌ها نشان می‌دهد که گفتگو و موسیقی بصورت بنیادی راهی که مغز زیرایی را پردازش می‌کند، تغییر داده‌اند. این یافته‌ها می‌توانند کمک کنند تا بفهمیم چرا یادگیری تکالیف شنوایی که انسان‌ها به راحتی از پس آن‌ برمی‌آیند برای میمون‌ها بسیار دشوار است.

منبع: National Institutes of Health

مترجم: عباس پورهدایت، عضو شاخه دانشجویی نقشه برداری مغز

ارسال دیدگاه

loading