Ученые выяснили, что мозг учится говорить совсем не так, как думали раньше
Главные мысли за 1 минуту:
- Речевое обучение оказалось сенсорным, а не моторным процессом: ключевую роль играют слуховая и соматосенсорная кора, а не двигательные зоны.
- Эксперимент: участникам искажали голос в наушниках, заставляя подстраивать артикуляцию, а затем ТМС избирательно блокировала разные зоны мозга.
- При подавлении слуховой или соматосенсорной коры испытуемые на следующий день не могли воспроизвести выученные звуки, а отключение моторной коры на память не влияло.
- Авторы связывают открытие с универсальным принципом работы памяти: ранее та же группа обнаружила, что обучение движениям рук тоже зависит от сенсорных зон.
- Результаты могут лечь в основу новых сенсорных программ реабилитации для пациентов с речевыми и двигательными расстройствами.
Канадские и американские нейробиологи провели серию опытов, чтобы проверить, как именно мозг закрепляет новые речевые навыки.
В эксперименте участвовали добровольцы: сначала они слышали собственный голос, изменённый в реальном времени, и должны были подстраивать артикуляцию — это запускало процесс обучения.
Затем учёные использовали транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС), чтобы временно подавить активность трёх зон коры: слуховой, соматосенсорной (отвечающей за осязание и положение органов чувств) и моторной.
Сенсорный фундамент речи
Спустя сутки выяснилось: если ТМС отключала слуховую или соматосенсорную кору, испытуемые практически полностью теряли способность воспроизводить изменённые звуки, выученные накануне. Подавление же моторной коры никак не отразилось на долговременной памяти — люди свободно повторяли новые звуки. «
Классический подход в нейробиологии концентрировался на фронтальных моторных зонах как на ключевых триггерах движения. Наша работа меняет это понимание, наглядно доказывая, что обучение человеческой речи — по своей природе глубоко сенсорный процесс», — объяснил профессор психологии Университета Макгилла Дэвид Остри, один из авторов статьи.
Универсальный механизм памяти
Интересно, что этот вывод совпадает с более ранними работами той же группы. Тогда учёные изучали моторику конечностей и выяснили: когда искусственно угнетали сенсорные зоны коры, испытуемые теряли способность осваивать и удерживать новые движения рук и кистей.
«Мозг создаёт новые воспоминания о речи за счёт изменений именно в слуховых и соматосенсорных областях, — добавил соавтор статьи Нишант Рао из Йельского университета. — Похоже, это глобальный принцип работы механизмов памяти, не зависящий от типа навыка».
Перспективы для реабилитации
В ближайшем будущем учёные планируют использовать обнаруженный механизм пластичности для разработки сенсорных программ реабилитации.
Такие методики могут помочь пациентам с двигательными и речевыми расстройствами — вместо стимуляции моторных зон воздействие будет направлено на слуховую и соматосенсорную кору.
Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.