科学家们确定一个神经人口高度选择性的音乐
科学家们一直想知道人类的大脑神经机制包含特定的音乐知觉。现在,第一次,麻省理工学院的神经科学家已经发现了一个神经人口在人类听觉皮层反应选择性的声音,人们通常归类为音乐,而不是演讲或其他环境的声音。
“这是普遍猜测的主题,”乔希·麦克德莫特说,弗雷德里克·a .和卡罗尔·j·米德尔顿的神经科学助理教授在麻省理工学院大脑与认知科学系。”的一个核心辩论围绕音乐是在多大程度上有专门的机制大脑和在多大程度上它寄生的机制主要为其他功能。”
的发现是通过一种新方法旨在识别神经数量由功能性磁共振成像(fMRI)数据。使用这种方法,研究人员发现六个神经人群提供不同的功能,包括music-selective人口和另一组神经元选择性响应的演讲。
“音乐结果是显著的,因为人们没能清楚地看到高度选择性反应音乐之前,”山姆Norman-Haignere说,麻省理工学院博士后的麦戈文脑研究所。
“我们的发现很难与音乐的想法完全寄生在神经机械优化了其他功能,因为我们看到的神经反应非常特定的音乐,”南希·坎维舍说,认知神经科学教授沃尔特·a . Rosenblith麻省理工学院和麻省理工学院麦戈文脑研究所的一员。
Norman-Haignere是一篇论文的主要作者描述发现神经元在12月16日的在线版本。麦克德莫特和坎维舍是文章的资深作者。
映射反应良好
在这项研究中,研究人员的大脑扫描165人类受试者听自然的声音,包括不同类型的语言和音乐,以及日常的声音,比如脚步,汽车发动机启动,电话响了。
大脑的听觉系统地图已经证明困难,部分原因是粗空间分辨率的功能磁共振成像,测量血流指数的神经活动。在fMRI,“压”——最小单位measurement-reflect成百上千的反应或数以百万计的神经元。
”因此,当你测量原始体素反应测量反映潜在的神经反应的混合物,“Norman-Haignere说。
梳理这些反应,研究人员使用一种技术,每个体素模型的混合多个潜在的神经反应。使用这种方法,他们确定了六个神经的人群,每个都有一个独特的反应模式的声音在这个实验中,最能解释数据。
“我们发现我们可以解释很多响应变化在成千上万的体素只有六个反应模式,“Norman-Haignere说。
一个人口回应大多数音乐,另一个演讲,和其他四个不同的音调和频率等声学特性。
这个进步的关键是研究者的功能磁共振成像数据分析的新方法,Josef Rauschecker说,乔治敦大学的生理学和生物物理学教授。
“整个领域感兴趣专业领域,比如那些被发现在视觉皮层,但问题是体素是不足够小。你有成千上万的神经元体素,和你分开他们编码的信息如何?这是一个最高水平的研究的数据分析,“Rauschecker说,他不是研究团队的一部分。
层的处理
听觉上的四个响应神经数量重叠区域的初级听觉皮层,执行皮质的第一阶段处理的声音。演讲和music-selective神经数量超出这个主要区域。
“我们认为这提供了证据表明,有一个层次结构的处理有反应相对简单的声学方面的初级听觉区。其次是第二阶段的处理表示更抽象的属性相关的声音讲话和音乐,”Norman-Haignere说。
研究人员认为可能还有其他大脑区域参与处理音乐,包括其情感组件。“这是不合时宜的在这一点上得出结论,这是音乐的座位在大脑中,”麦克德莫特说。“这就是你看到的大部分反应中听觉皮层的大脑,但有很多我们连看都不看。”
坎维舍还指出,“music-selective反应大脑的存在并不意味着反映了先天大脑系统的响应。对未来的一个重要的问题是如何在开发这个系统出现:如何早期发现婴儿或儿童,和它是如何依赖经验?”
研究人员正在调查是否music-selective人口中确定本研究包含亚种群的神经元响应的不同方面音乐,包括节奏、旋律和节奏。他们也希望学习音乐体验和培训如何影响这种神经人口。
进一步探索
这个故事是由麻省理工学院新闻(再版web.mit.edu/newsoffice/),一个受欢迎的网站,包括麻省理工学院新闻研究、创新和教学。
