聴覚皮質が行動と同期し、脳の「聴く力」を向上させるメカニズムを発見
タスクに取り組んでいる際、私たちの脳の聴覚システムはその機能の仕方を変化させます。脳の主要な聴覚中枢の一つである聴覚皮質は、音によって駆動されるのではない神経活動で満たされます。この活動はタスクのタイミングを計り、各ニューロンがタスク遂行中の異なる瞬間に刻々と活動します。
ヘブライ大学の研究者たちは、この現象がどのように起こるかを発見しました。Science Advances誌に発表されたこの研究は、エドモンド・アンド・リリー・サフラ脳科学センター（ELSC）および生命科学研究所のイスラエル・ネルケン教授が主導し、アナ・ポルテロビッチ博士の研究に基づいています。
研究チームは、タスクに従事している間、聴覚皮質のニューロンが音に直接起因しない大きな活動バーストを示すことを発見しました。これらの「ティック」はタスクの特定の瞬間に結びついており、聴覚皮質が行動と深く同期していることを示唆しています。その結果、脳はあらゆる音に強く反応するのではなく、タスク遂行を導く音に対しては小さくてもより識別しやすい反応を生み出します。
ネルケン教授は、「私たちの結果は、脳が単に音に反応するだけでなく、私たちが行っていることに応じて音の表現を形成していることを示しています。タスクに従事しているとき、聴覚皮質はそのタスクで発生する音をより効率的に聴いているのです」と述べています。
これまで、科学者たちは注意が音の知覚を向上させることを知っていましたが、脳がこれをどのように達成するのかは不明でした。この研究は、脳が単に音への反応を増幅するのではなく、行動のタイミングと要求を利用して、入ってくる音に備えることを明らかにしました。言い換えれば、聴覚システムはリアルタイムで自己調整しているのです。
この発見は、脳における注意の働きに関する私たちの理解を変えます。注意は、重要な音の音量を上げる単純なボリュームノブのように機能するのではなく、より適応フィルターのように機能し、ニューロンのコミュニケーションを再構築し、その効率を向上させます。
チームによるコンピュータモデリングは、このメカニズムを明らかにしました。タスク従事中に発生するタイミング活動が一時的に特定の神経接続を減衰させ、音の提示中により明確で、情報量の多い活動パターンを生成するのです。このメカニズムを解明することで、チームは、私たちの脳が圧倒的な感覚の世界をどのように理解するのかという神経科学の大きな疑問に新たな洞察を提供しました。
元記事：How the auditory cortex syncs with behavior to help the brain become a better listener