روش فوق دقیق تغییرات مرتبط با سن را در نوسانات گاما در قشر شنوایی کودکان شناسایی می کند.



محققان مرکز HSE برای زبان و مغز، تغییرات مرتبط با سن را که قبلا ناشناخته بود در فعالیت مغز در طول درک اطلاعات شنوایی در گروهی از کودکان 7 تا 12 ساله شناسایی کردند. محققان از مگنتوآنسفالوگرافی (MEG)، یک روش فوق دقیق برای ثبت فعالیت مغز استفاده کردند. از نتایج به‌دست‌آمده می‌توان برای کشف اختلالات درک زبان در کودکان مبتلا به اوتیسم استفاده کرد. این مطالعه در نشریه منتشر شد نقشه برداری مغز انسان.

نورون ها سلول های مغزی هستند که از طریق سیگنال های الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. مشخص شده است که در حین درک و پردازش اطلاعات (از جمله اطلاعات صوتی)، نه تنها فعالیت الکتریکی کل نورون ها قابل توجه است، بلکه فعالیت ریتمیک گروه های عصبی در محدوده های فرکانسی مختلف نیز قابل توجه است. نوسانات باند گاما قشری نوعی فعالیت ریتمیک مغز است که نقش مهمی در ادراک دارد. ریتم های گاما نوساناتی در مغز انسان با فرکانس های 30 تا 150 هرتز هستند.

مطالعات قبلی مشکلاتی را در تشخیص پاسخ گاما در کودکان خردسال گزارش کردند. دانشمندان دلیل این امر را این واقعیت می دانند که این نوع فعالیت مغز با سیستم مهاری مرتبط است که در سن بلوغ بالغ می شود و در نتیجه قدرت نوسانات گاما با افزایش سن در سن بلوغ زودرس در کودکان افزایش می یابد. علاوه بر این، ریتم های گاما منعکس کننده تعادل بین تحریک عصبی و بازداری در مغز هستند، بنابراین تغییرات مربوط به سن در قدرت گاما نشان دهنده تغییرات مربوط به سن در این تعادل است.

محققان مرکز HSE برای زبان و مغز تغییرات مرتبط با سن در فعالیت نوسانات گاما در قشر شنوایی را در 30 کودک دبستانی در حال رشد معمولی (7 تا 12 ساله) بررسی کردند. محققان از الگوی کلاسیک پاسخ حالت پایدار شنوایی استفاده کردند که تون های مدوله شده با دامنه را در محدوده 40 هرتز ارائه کردند. این پارادایم امکان ثبت فعالیت ریتمیک نورون ها در قشر شنوایی را با فرکانس 40 هرتز (یعنی ریتم های گاما) فراهم می کند. برای ثبت فعالیت مغز، محققان از روش منحصر به فرد مغناطیسی مغزی (MEG) استفاده کردند که امکان ثبت کل فعالیت نورون ها را با وضوح زمانی و مکانی خوب فراهم می کند. به عبارت دیگر، دانشمندان می توانند نحوه جریان سیگنال در وضوح میلی ثانیه را شناسایی کرده و محل منبع فعالیت در قشر مغز را تعیین کنند.

نتایج نشان داد که قدرت نوسانات گاما در قشر شنوایی با افزایش سن تغییر می‌کند: این قدرت در کودکان بزرگ‌تر از کودکان کوچک‌تر بیشتر بود. علاوه بر این، محققان برای اولین بار نشان داده اند که محلی سازی قشر این فعالیت نیز می تواند با افزایش سن تغییر کند.

در کودکان بزرگتر، منشا بیشتر در قسمت خلفی قشر شنوایی اولیه نسبت به کودکان کوچکتر قرار داشت. علاوه بر این، محققان برای اولین بار نشان دادند که نوع دوم فعالیت (کل پاسخ عصبی مغناطیسی به یک محرک شنوایی) در همان قسمت مغز نیز با افزایش سن تغییر می کند: دامنه در کودکان بزرگتر کاهش می یابد.

در نهایت، نتایج نشان داد که دو نوع فعالیت مغز با یکدیگر مرتبط هستند: هر چه قدرت فعالیت ریتمیک در محدوده گاما بیشتر باشد، دامنه پاسخ مغناطیسی کل به محرک کمتر است. محققان بر این باورند که همه این اثرات با تغییرات مرتبط با سن در تعادل بین تحریک و مهار مرتبط است.

این تغییرات مربوط به سن در انواع مختلف فعالیت ممکن است بخشی از مکانیسم رشدی یکسان در قشر شنوایی باشد. ما فکر می کنیم که درک همه این مکانیسم ها مهم است، زیرا در آینده می تواند به مطالعه ادراک شنوایی در کودکان با رشد غیر معمول کمک کند. به عنوان مثال، تعداد زیادی از مطالعات عملکرد غیر معمول نوسانات گاما را در کودکان مبتلا به اوتیسم نشان داده اند. این احتمالاً یکی از مکانیسم‌های عصبی فیزیولوژیکی اختلال در درک زبان در چنین کودکانی است.”


واردان آروتیونیان، نویسنده مقاله و پژوهشگر جوان در مرکز HSE برای زبان و مغز

منبع:

دانشکده عالی اقتصاد دانشگاه تحقیقات ملی

مرجع مجله:

آروتیونیان، وی. و همکاران (2022) تغییرات مربوط به سن در پاسخ حالت پایدار شنوایی 40 هرتز و زمینه های مرتبط با رویداد پایدار به همان زنگ های تعدیل شده با دامنه در کودکان معمولاً در حال رشد: یک مطالعه مغناطیسی مغزی. نقشه برداری مغز انسان doi.org/10.1002/hbm.26013.



منبع