Jakie części systemu stymulacji słuchowej zwierząt można badać w ramach koordynacji

W ostatnich latach badania nad obrazowaniem funkcjonalnym przyniosły wiele ważnych wyników w dziedzinie integracji informacji słuchowych, wzrokowych i wielozmysłowych. Kiedy jednocześnie odbierane są bodźce wzrokowe i słuchowe, aktywowana jest nie tylko kora wzrokowa i słuchowa mózgu, ale także niektóre powiązane obszary mózgu. Ten tryb aktywacji jest uważany za odrębny i wzajemnie powiązany. Które części układu stymulacji słuchowej zwierząt można zatem koordynować?

1. Górny wzgórek
Wiele ważnych wyników badań na poziomie neuronalnym integracji informacji wielozmysłowych odkryto na modelach zwierzęcych. Wzgórek górny to obszar integracji mózgu badany na modelach zwierzęcych i uważany za pierwszy obszar, w którym zbiegają się wielozmysłowe kanały informacyjne. Uszkodzenie tego regionu doprowadzi do utraty informacji multisensorycznej i osłabienia funkcji integracji. Ponadto obszar ten jest również obszarem, w którym inicjowane są reakcje behawioralne. Klasyczny eksperyment multimodalny miał na celu umożliwienie kotom oddzielnego odbierania bodźców wzrokowych, słuchowych i dotykowych oraz rejestrowanie aktywności wyładowań neuronalnych w obszarze wzgórka górnego. Odkryli, że gdy koty otrzymywały bodźce wielozmysłowe, współczynnik wyładowań neuronów w wzgórku górnym był znacznie wyższy niż suma liniowej superpozycji współczynników wyładowań neuronów w pojedynczej modalności. Dzieląc aktywność neuronalną w ramach integracji informacji wielozmysłowej w wzgórku górnym, można stwierdzić, że aktywność neuronalna w wzgórku górnym obejmuje dwa tryby wielozmysłowego przetwarzania informacji: wzmocnienie i hamowanie. W obecności słabych bodźców może wystąpić silna aktywność odpalania neuronów, co jest znane jako efekt odwrócenia.

2. Region skroniowy ciemieniowy
Naukowcy odkryli również, że obszar ciemieniowy skroniowy jest jednym z obszarów integrujących wiele informacji słuchowych. Obserwując wyładowania neuronów w okolicy skroniowo-ciemieniowej gryzoni, stwierdzono również, że multimodalna stymulacja wywołana połączeniem dotykowych wrażeń słuchowych w tej okolicy jest znacznie większa niż suma poszczególnych wyładowań stymulujących, a okres utajenia wynosi wcześniej. W wyniku podobnych badań uczeni odkryli, że integracja informacji oparta na wielu percepcjach nie zachodzi w jednym lub dwóch kluczowych regionach, ale raczej w wyniku agregacji i integracji informacji w wielu wspólnych regionach, tworząc rozproszoną, hierarchiczną sieć przetwarzania.

Na przykład, gdy u gryzoni stosowane są synchroniczne bodźce wzrokowe i słuchowe, pierwotna kora słuchowa i pierwotna kora wzrokowa najpierw przetwarzają informacje z odpowiednich modalności. Obydwa rodzaje przepływu informacji w zwierzęcym systemie stymulacji słuchowej są najpierw gromadzone i integrowane w korze ciemieniowej, a następnie transportowane do płata czołowego w celu wysokopoziomowego przetwarzania poznawczego. Wyspa tylna i kora ruchowa uzupełniają bodźce sensoryczne.