大脑如何区分噪音中的语音：确定了新的神经回路

研究人员提供了第一个生理学证据，即大脑的基本中心会影响声音的处理方式，从而确定了以前未知的神经回路。

研究人员首次提供了生理学证据，证明了广泛的神经调节系统（一组调节更专门的神经元功能的神经元）对大脑重要听觉区域的声音处理产生了强烈影响。神经调节剂乙酰胆碱甚至可以帮助主听脑电路将语音与噪声区分开。

“虽然在大脑最复杂的计算发生的新皮层一级研究了这些调节剂影响的现象，但在大脑的更基本的水平上却很少进行研究，” R。Michael Burger教授说道。神经科学。

汉堡博士学生Chao Zhang（与东北俄亥俄医科大学的Nichole Beebe和Brett Schofield以及慕尼黑路德维希-马克西米利安斯大学的Michael Pecka的合作者一起）进行了这项研究。本月早些时候在《神经科学杂志》上发表的文章“内源性胆碱能信号调节梯形体内侧核的声音诱发的反应”中描述了这一发现。该杂志的编辑们将该文章指定为“引人注目的”，并因其对科学界的特殊意义而被列入“特色研究”。

伯格说：“这项研究可能会在该领域引起人们的新关注，像这样的电路，被广泛认为是'简单'的电路，实际上是非常复杂的，并受到诸如大脑较高区域的调节作用的影响。”

此图像显示了记录部位的组织学确认。与MNTB和MSO分开记录的末尾处沉积的氟金被清楚地分离并定位在目标核上，从而确认了基于声学驱动响应的精确定位到记录位点。

该小组进行了电生理实验和数据分析，以证明神经传导性乙酰胆碱（一种在大脑中广泛传播的神经调节剂）的输入会影响梯形体内侧核（MNTB）（最主要的抑制来源）对声音信息的编码。下听觉系统中的几个关键核。MNTB神经元以前被认为是计算简单的，受单个大型兴奋性突触驱动，并受局部抑制性输入的影响。该团队证明，除这些输入外，乙酰胆碱调制还增强了噪声刺激对音调的神经辨别力，这可能有助于处理重要的声音信号，例如语音。此外，他们描述了向MNTB提供乙酰胆碱输入的新型解剖学投影。

Burger研究了“连接在一起”的神经元回路，以执行特殊功能来计算声音在空间中的发出位置。他将神经调节剂描述为覆盖更专业的更广泛，更具体的电路。

伯格说：“这种调制似乎有助于这些神经元检测出噪声中的微弱信号。”“您可以认为这种调制类似于移动天线的位置以消除您喜欢的广播电台的静电。”

“在本文中，我们表明调制电路在听觉系统的基础水平很低的情况下，对声音定位电路中的神经元具有深远的影响，” Zhang补充说。

此外，在这项研究过程中，研究人员首次确定了大脑中调节中心与听觉系统这一重要区域之间的一组完全未知的联系。

Burger和Zhang认为这些发现可能会为神经调节对听觉脑干电路中基本计算过程的贡献提供新的启示，并且对理解大脑中其他感觉信息的处理方式也具有重要意义。

参考：张超，Nichole L. Beebe，Brett R. Schofield，Michael Pecka和R.Michael Burger的“内源胆碱能信号调节梯形体内侧核的声音诱发反应”，JNeurosci：2020年12月2日，JNeurosci：神经科学杂志。DOI：
10.1523 / JNEUROSCI.1633-20.2020