Biz otağın içindəki obyektləri məkan olaraq müəyyən edərək vizual xəritəni tərtib etdiyimiz kimi, səslərin tezliklərinə əsaslanaraq eşitmə dünyamızın xəritəsini tərtib edirik. Beynin "eşitmə mərkəzi" - eşitmə qabığındakı neyronlar hər biri müəyyən bir tezlik diapazonu daxilində səslərə cavab verən modullara bölünür. Lakin cavabların əslində bu mürəkkəb neyron şəbəkəsindən necə qaynaqlandığı hələ də sirr olaraq qalır.
M. D., Ph. D., Professor və Cold Spring Harbour Laboratoriyasının (CSHL) Neyrologiya proqramının sədri Entoni Zadorun rəhbərlik etdiyi alimlər qrupu bu tapmacanı açmağa bir addım daha yaxınlaşıb. Alimlər eşitmə qabığındakı neyronlar arasında funksional əlaqənin akustik məkanın "xəritəsini" necə yaratdığını araşdırdılar.
"Bu yanaşmadan öyrəndiklərimiz bizi eşitmə qabığının əsas dövrəsindən səs reaksiyasının necə yarandığını araşdırmaq və anlamaq vəziyyətinə salıb" deyir Zador. Onun komandasının tapıntıları 17 oktyabrda Nature Neuroscience jurnalında çapdan əvvəl onlayn görünür.
Eşitmə qabığındakı neyron təşkilatı görmə və hiss kimi duyğu girişlərini emal edən beyin bölgələrindəki təşkilatdan əsaslı şəkildə fərqlənir. Məsələn, tor qişada (gözlərin işığa həssas daxili səthi) görmə reseptorlarının nisbi məkan düzümü birbaşa olaraq beynin görmə qabığında iki ölçülü "retinotopik" xəritə kimi təmsil olunur.
Eşitmə sistemində isə səs reseptorlarının kokleada - qulaqdakı ilbizlərə bənzər quruluşda təşkili birölçülüdür. Xarici kənarın yaxınlığında olan koklear reseptorlar aşağı tezlikli səsləri tanıyır, kokleanın daxili tərəfindəkilər isə daha yüksək tezliklərə köklənir. "Tonotopiya" adlanan bu aşağıdan yüksək paylama eşitmə korteksində bir ölçü boyunca qorunub saxlanılır, neyronlar başdan-quyruğa gradientdə düzülmüş yüksək və aşağı tezliklərə uyğunlaşdırılır.
"Səs mahiyyətcə birölçülü siqnal olduğundan, görmə və duyğu kimi digər hisslər üçün iki ölçülü siqnallardan fərqli olaraq, eşitmə qabığındakı səs xəritəsi də mahiyyətcə birölçülüdür" deyə izah edir. Zador. "Bu o deməkdir ki, kortikal xəritədə aşağıdan yüksək istiqamətlə ona perpendikulyar istiqamət arasında funksional fərq var. Lakin heç kim bu fərqin əsas neyron dövrədən necə yarandığını anlaya bilməyib."
Bu sualı həll etmək üçün Zador və postdoktorluq əməkdaşı Hysell Oviedo, tonotopik ox boyunca əlaqəni qorumaq üçün kəsilmiş siçan beyin dilimlərindəki neyron fəaliyyətini ona perpendikulyar kəsilmiş dilimlərdəki fəaliyyətlə müqayisə etdilər.
Bir dilimdəki tək bir neyronu dəqiq şəkildə stimullaşdırmaq və onu qeyd etmək üçün keçmiş CSHL alimləri Karel Svoboda və İngrid Bürosu ilə əməkdaşlıq edən Oviedo və Zador lazer skan edən fotostimulyasiya adlı güclü alətdən istifadə ediblər. Bu üsul dilim daxilində bir neyronda birləşən girişlərin mövqeyini, gücünü və sayını aşkar edən təfərrüatlı, yüksək rezolyusiyaya malik şəkil yaratmağa imkan verir.
"Əgər siz vizual korteksdə bu təcrübəni etsəniz, dilimi hansı şəkildə kəsdiyinizdən asılı olmayaraq əlaqənin eyni olduğunu görərdiniz", - Oviedo izah edir. "Lakin eşitmə qabığının dilimlərində apardığımız təcrübələrdə biz tonotopik ox boyunca kəsilmiş dilimlərlə ona perpendikulyar olan kəsimlər arasında əlaqədə keyfiyyət fərqinin olduğunu gördük."
Görmə qabığından və ehtimal ki, digər kortikal bölgələrdən daha da təəccüblü bir fərq var idi. 1962-ci ildə Nobel mükafatı qazanan kəşfin göstərdiyi kimi, vizual korteksdə eyni giriş mənbəyini paylaşan (və ya eyni siqnala cavab verən) neyronlar sütunlar şəklində təşkil edilmişdir. Oviedonun dediyi kimi, "şaquli korteksdəki bir sütundakı bütün neyronlar kosmosda eyni mövqeyə köklənmişdir və eyni sütundakı digər neyronlarla əlaqə qurma ehtimalı daha yüksəkdir."
Analoji olaraq, eşitmə qabığında sütundakı neyronların eyni tezlikə köklənməsi gözlənilir. Beləliklə, elm adamları xüsusilə bu bölgədə müəyyən bir neyron üçün dominant giriş siqnalının sütunun içindən deyil, onun kənarından gəldiyini görəndə təəccübləndilər.
"Daha yüksək tezliklərə uyğunlaşdırıldığını düşündüyümüz neyronlardan gəlir" deyə Zador izah edir. "Bu, sütunlu modelə deyil, sütundan kənar bir modelə əməl edən neyronların təşkili prinsipinin ilk nümunəsidir." Eşitmə kompleksindəki bir neyron üçün bu gözlənilməz, sütundan kənar məlumat mənbəyini kəşf etmək, onların tədqiqatlarına əsas dövrə baxımından eşitmə funksiyasını və bunun autizm kimi pozğunluqlarda necə dəyişdiyini anlamaq üçün yeni bir bükülmə əlavə edir..
"Bu araşdırma ilə biz bu bölgədəki neyron mikrosxemlər səviyyəsində bu fərq üçün korrelyasiya tapmaqla iki ox arasındakı funksional fərq haqqında yalnız konseptual anlayışa malik olmaqdan kənara çıxdıq" deyə izah edir.
