Израильские ученые открыли уникальные возможности нервных клеток

Израильские ученые впервые идентифицировали отдельные нервные клетки, которые реагируют на вокализацию определенных гласных. Как выяснили исследователи, в мозге человека есть нервные клетки, которые проявляют повышенную активность при произнесении определенных гласных, при этом игнорируя другие звуки.

Исследование проводилось под руководством профессора Шай Шохам и доктора Ариэля Танкуса из отделения биомедицинской инженерии Техниона в Хайфе при сотрудничестве с коллегами из Университета Калифорнии (Лос-Анджелес, США) и медицинского центра Сураски в Тель-Авиве. Результаты исследования недавно были обнародованы в журнале Nature.

Целью исследования было определить электрическую активность мозга в момент произношения различных гласных звуков. В экспериментах принимали участие добровольцы с эпилепсией, у которых в мозг уже были имплантированы электроды — как часть их лечения.

Электроды располагались в двух областях мозга, связанных с речью. Ученые изучили группу из сотен нервных клеток, расположенную в этих областях. В результате они обнаружили, что часть нервных клеток активизируются только тогда, когда произносится определенный гласный звук.

Более того, как поясняет профессор Шай Шохам, избирательность клеток проявляется не только на уровне самих гласных, но и их вариаций, в частности, по долготе звука. То есть нервная клетка, активизирующаяся при произнесении краткой "а", может оставаться неактивным при произнесении долгой "а".

Результаты нового исследования подтверждают два центральных и часто противоречащих друг другу подхода к исследованиям мозга, отмечают авторы работы. Первая научная парадигма строится на том, что клетки очень избирательны и реагируют на строго определенные вещи. Селективная парадигма была центральной в исследованиях мозга на протяжении последних 50 лет. Согласно второй парадигме, разные нервные клетки реагируют градуированным образом, то есть на множество разных вещей.

Кроме того, исследователи подметили еще один интересный феномен. Ученые-лингвисты определили отношения между гласными по сходству в их артикуляции, как это представлено в таблице гласных Международного фонетического алфавита. Ученые обнаружили связь между таблицей и шаблонами мозговой активности.

Авторы исследования рассчитывают, что результаты их работы найдут свое практическое применение. В частности, сопоставление активности мозга при произношении определенных слогов позволяет компьютерным программам опознавать и воссоздавать точную артикуляцию звуков, анализируя только активность мозга.

Как отмечает Шай Шохам, в будущем это, возможно, позволит парализованным людям легче общаться. "Вместо того, чтобы учить компьютерную программу определять активность мозга, связанную с 200 словами, система идентифицирует один слог за другим. Вторая часть такой системы может преобразовать этот поток слогов в слова", — поясняет профессор.