大脑有天然的降噪回路
为了确保老鼠听到接近的猫的声音比听到自己的脚步声更好，老鼠的大脑有一个内置的噪音消除电路。
这是从大脑的运动皮层到听觉皮层的直接连接，从本质上说，“我们现在在跑，不要注意我的脚步声。”
“这种抵消过程的特殊之处在于，大脑学会了关闭对可预测的自我产生的声音的反应，”乔治·巴思·盖勒学院的神经生物学教授理查德·穆尼(Richard Mooney)说。“你可以看到这些反应随着时间和经验的推移而消失。”
研究结果于周三在网上公布自然，来自一系列困难的实验，包括“鼠标虚拟现实”设置。
这种大脑回路的工作原理与降噪耳机不同，但结果是相似的。耳机可以监测听者周围的环境噪音，然后产生声波的镜像声音来消除这些声音。类似地，大脑的听觉皮层直接从运动皮层接收信号，告诉它的抑制神经元有选择地消除它已经学习到的来自特定运动的声音。
穆尼说，要使这个系统发挥作用，它不能仅仅依赖于耳朵的输入，“因为当耳朵发出的听觉信号被大脑处理后，它就已经是旧闻了。”
事实上，运动皮层在指挥一个动作的同时向听觉皮层发送消去信号，这个过程如此之快，以至于听觉皮层的消去实际上是预测的。穆尼实验室的前杜克大学博士后研究员大卫·施耐德(David Schneider)说:“人们听不到第一个脚步声。”施耐德现在是纽约大学助理教授。
穆尼还研究了听觉皮层和运动之间的联系，他说:“如果我们不能预测在自然世界中移动的感官后果，我们将很难在自然世界中运行。皮质就像鸟儿学唱歌一样。
为了监测这个回路，施耐德和杜克大学的研究生Janani Sundararajan训练老鼠将一种人造音调与他们的脚步声联系起来。在这个“虚拟现实”实验中，当老鼠在跑步机上行走或跑步时，音调的节奏与每一个拍击声相匹配。
施耐德说:“我们决定让声音尽可能地人造，以推动老鼠的大脑超越它的进化能力。”
施耐德和Sundararajan观察老鼠大脑的突触运动皮层制造于听觉皮层当它学会消除一个可预测的运动相关噪音时就改变了。他们能够识别抑制性神经元它会对人工音调做出反应，消除自己的信号，“就像消除噪音一样，”施耐德说。
为了证实他们看到的是什么，Sundararajan随后进行了一系列行为实验，在这些实验中，老鼠被教导在听到两种不同的音调后寻求奖励。然后她像以前一样在跑步机上训练他们，让他们把其中一种音调与走路联系起来。经过训练后，当老鼠真的在走路时，它们对非相关音调的识别能力比“行走”音调更好，尽管当它们站着不动时，它们对这两种音调的识别能力一样好。
“大脑会对其他噪音更敏感，而不是我们发出的声音，”Sundararajan说。对于一只被附近的猫跟踪的老鼠来说，这将是一个生存问题。
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