Как блуждающий нерв помогает слышать

Влияя на ацетилхолиновую систему нервных центров в мозге, блуждающий нерв усиливает способность различать почти неразличимые звуки.



Мало кто спутает звук гитары и звук фортепиано, точно так же как мало кто перепутает синий и оранжевый цвета. Конечно, на свете есть аномалии восприятия вроде цветовой слепоты или ещё чего-нибудь в этом роде, но это именно что аномалии. В целом мы хорошо различаем разные цвета и формы, разные звуки и т. д. Но если речь идёт о не слишком разных цветах, звуках и прочем, то тут уже кое у кого начинаются трудности без всяких специальных аномалий – пресловутые пятьдесят оттенков серого (или красного, или синего) различит не каждый; то же самое касается звуков, которые по высоте находятся очень близко друг к другу. При должной тренировке можно научиться различать и близкие оттенки, и близкие звуки, и другие сенсорные стимулы, которые очень похожи друг на друга. Но опять же, бывает, что и тренировки не помогают.

Считается, что умение ловить тонкие различия в стимулах связано с пластичностью нейронов в коре мозга. Под пластичностью понимается способность нервных клеток формировать новые связи с другими клетками, усиливать старые связи и рвать те связи, которые стали не нужны.

Пластичность зависит от контекста, в котором приходится осваивать незаметные различие между стимулами. То есть, например, если от наших успехов в этом различении зависит, получим ли мы какой-то нужный для себя результат (проще говоря, награду), то и пластичность, и способность различать незаметные стимулы явно улучшается. Но обучение и его способы здесь не единственный фактор. Есть данные, что улучшить восприятие можно, стимулируя периферические нервы, которые не имеют отношения к сенсорным сигналам от уха или от глаза. И есть другие данные, что стимуляция блуждающего нерва повышает пластичность в областях мозга, связанных с обработкой сенсорных сигналов и управляющих двигательными реакциями. Блуждающий нерв, чьи отростки идут и к глотке с пищеводом, и к сердцу, и к поджелудочной железе, и много куда ещё, выполняет массу функций и передаёт самые разные сигналы от внутренних органов в мозг, но импульсами от органов зрения, слуха и т. д. блуждающий нерв всё-таки не занимается.

Сотрудники Нью-Йоркского университета вместе с коллегами из других научных центров США и Швейцарии поставили эксперимент с мышами, которые должны были лизать левую или правую трубку с водой. Какую лизать, зависело от того, что слышала мышь: левой трубке соответствовал строго определённый тон, а на все остальные звуки нужно было лизать трубку справа. Все остальные звуки могли быть какими угодно, и в определённый момент «правый звук» делали таким, чтобы он почти не отличался от «левого звука». Естественно, в такой ситуации мыши начинали чаще ошибаться. Одновременно у них напрямую считывали активность слухового отдела коры мозга, а также голубого пятна ствола мозга и базального переднего мозга – двух структур, которые, помимо прочего, влияют на внимание. Кроме того, у мышей стимулировали – или не стимулировали – блуждающий нерв.

В статье в Nature Neuroscience говорится, что со стимуляцией блуждающего нерва мыши могли почувствовать более незаметную разницу между звуками, чем без стимуляции. Но обучение, ежедневные тренировки всё равно были нужны, и длились они не день, не два и даже не неделю, а больше. Нейробиологический же механизм здесь был такой: простимулированный блуждающий нерв действовал на нервную сеть, которая с помощью нейромедиатора ацетилхолина регулирует чувствительность и потенциальную активность целого ряда нейронных узлов, в том числе и тех, которые отвечают за внимание и первичную когнитивную обработку звуковой информации.

Может быть, стимуляция блуждающего нерва сказывается и на других видах восприятия – тут что-либо без дополнительных экспериментов сказать сложно. Но если через блуждающий нерв можно улучшить слух и у людей тоже, то тогда стоит подумать о дополнительной терапии для слабослышащих, которым даже кохлеарные имплантаты порой помогают лишь умеренно. Впрочем, какие-то практические вещи здесь имеет смысл планировать, если эффект от стимуляции будет действительно клинически значимым. На самом деле, о чём-то похожем в связи с блуждающим нервом и слухом мы уже писали: в исследовании, опубликованном несколько лет назад в npj Science of Learning, стимуляция блуждающего нерва рядом с ухом помогала услышать китайский язык – как можно понять, те эксперименты ставили на людях.