Hjernans överlägsna colliculus roterar för att fokusera på ljud
Forskare har upptäckt att en del av hjärnan fysiskt vrider sig för att hjälpa till att fokusera på ljud som kommer från olika riktningar. Detta fynd, baserat på experiment på möss, avslöjar en ny mekanism för auditiv uppmärksamhet liknande hur ögonen rör sig för syn. Studien leddes av forskare vid University College London och publicerades i Nature.
I en banbrytande studie har neurovetenskapsforskare upptäckt att den överlägsna colliculus, en struktur i mitthjärnan, kan rotera för att rikta uppmärksamheten mot ljud som kommer från olika riktningar. Denna fysiska rörelse förbättrar hjärnans förmåga att lokalisera auditiva stimuli i tredimensionellt utrymme, mycket likt hur ögonen vrider sig för att fokusera på visuella ledtrådar.
Forskningen, utförd av Jun Yao och kollegor vid University College London, involverade högupplöst bildtagning av mösshjärnor. De observerade att när möss reagerade på ljud spelade från olika vinklar, lutade och roterade den överlägsna colliculus därefter. "Det är som om hjärnan har sitt eget lilla huvud som vrider sig för att 'titta' på ljuden", förklarade Yao i studien.
Denna upptäckt bygger på tidigare kunskap om den överlägsna colliculus roll i att integrera sensorisk information för orienterande beteende. Traditionellt ansågs auditiv uppmärksamhet främst bero på neural signalering utan fysisk rörelse. Experimenten visade dock mätbara rotationer på upp till flera grader, som direkt korrelerade med ljudets position.
Resultaten detaljerades i en artikel publicerad i Nature den 23 oktober 2024. Teamet använde avancerade tekniker som tvåfotonmikroskopi för att spåra dessa rörelser i realtid under auditiva uppgifter. Inga sådana rotationer observerades i kontrollförhållanden utan ljudstimuli, vilket bekräftar kopplingen till auditiv bearbetning.
Implikationerna av denna forskning sträcker sig till förståelsen av sensorisk integration hos däggdjur, inklusive människor. Den kan informera behandlingar för hörselstörningar eller uppmärksamhetsbrister där rumslig medvetenhet är nedsatt. Studien belyser den överlägsna colliculus evolutionära anpassning för överlevnad, som hjälper till med snabba svar på miljörelaterade ljud som rovdjursljud eller lockrop.
Även om experimenten var begränsade till möss, tyder den bevarade strukturen hos den överlägsna colliculus över arter på potentiella paralleller i humana hjärnor. Framtida forskning kan utforska dessa dynamiker med icke-invasiv bildtagning hos primater eller människor.