Наш мозг «поворачивается», чтобы сосредоточиться на звуках с разных направлений

Собаки делают это, кошки делают это, олени делают это – на самом деле, многие виды млекопитающих могут поворачивать уши, чтобы направлять слух. Люди утратили эту способность около 25 миллионов лет назад, но, согласно новому исследованию, недостаток способности шевелить ушами мы компенсируем способностью нашего мозга выбирать, в каком направлении слушать наиболее интенсивно.

В исследовании использовалась мобильная электроэнцефалография (ЭЭГ) для регистрации электрической активности мозга во время движения добровольцев. До недавнего времени ЭЭГ можно было проводить только сидя, с помощью электродов, закрепленных на голове, подключенных к компьютеру. Однако в последние годы разработка более компактных, легких и, что особенно важно, беспроводных ЭЭГ-систем позволила измерять активность мозга в движении и начать связывать поведение с его функциями.

Подобные исследования показывают, что движение оказывает важное влияние на работу мозга. «Активное исследование обостряет восприятие, способствует пространственному картированию и объединяет мультисенсорные сигналы в целостное ощущение пространства», — говорит Марен Шмидт-Кассоу из Университета Гёте во Франкфурте, Германия, которая не принимала участия в данном исследовании. «Познание глубоко основано на действии».

Исследования, проведённые в лаборатории Барбары Гендель в Вюрцбургском университете в Германии, ранее показали, что ходьба влияет на обработку зрительной информации, поэтому мы с большей вероятностью замечаем объекты периферийным зрением, которое обычно подавляется, когда мы неподвижны. Теперь её команда показала, что нечто подобное верно и для звука, и мозг постоянно корректирует направление, к которому он должен прислушиваться сильнее всего.

В ходе экспериментов 35 добровольцев были оснащены мобильными ЭЭГ-датчиками и датчиками движения. Им было предложено пройти по траектории в форме восьмёрки, слушая непрерывный поток звука, воспроизводимый через внутриканальные наушники.

По сравнению с тем, когда добровольцы стояли или шли на месте, ЭЭГ показала значительное усиление обработки звука в мозге, когда добровольцы отправлялись в путь. Когда они поворачивали, мозг адаптировался ещё больше, отдавая приоритет звукам, исходящим с этого направления. По мере продвижения по тропе внутренний фокус внимания мозга смещался с каждым поворотом, как будто они перемещались с одной стереоколонки на другую или физически поворачивали ухо в сторону источника звука.

Участник группы Лиюй Цао из Чжэцзянского университета в Ханчжоу, Китай, предполагает, что эта внутренняя форма поворота ушей может быть эволюционной адаптацией к безопасности. «Это может способствовать более быстрой реакции и более безопасной навигации в динамичной среде», — говорит он.

Это исследование может помочь улучшить конструкцию навигационных устройств для людей с нарушениями зрения и усовершенствовать слуховые аппараты, которые будут фильтровать фоновый шум в зависимости от направления движения, говорит Гендель.

Это также может помочь нам понять, почему занятия на свежем воздухе, по всей видимости, приносят больше пользы для здоровья мозга и когнитивных функций, чем занятия на беговых дорожках или велотренажерах. «Движение — это не только мышцы», — говорит Гендель. «Ваш мозг меняет то, как вы двигаетесь, а то, как вы двигаетесь, меняет то, как он функционирует. Речь идёт об использовании этого взаимодействия, поскольку оно эволюционно развилось для наиболее эффективной работы».