Стимуляция блуждающего нерва через ухо помогла выучить тона в китайском

Leonard Lab/UCSF/Jhia Louise Nicole Jackson

Американские ученые разработали стимулятор-наушник, который может улучшить слуховое обучение с помощью стимуляции блуждающего нерва. Его опробовали на 36 англоговорящих добровольцах, которых учили распознавать тона в китайском языке (путунхуа). Несмотря на то, что по ходу обучения все участники стали лучше различать тона, те, кому стимулировали нерв через уха, учились это делать быстрее и к концу обучения стали отличать тона примерно на 45 процентов лучше. Статья опубликована в npj Science of Learning

Получение любой информации через органы чувств приводит к последующей активности отделов головного мозга, которые с этими органами связаны: так человек может распознавать звуки, запахи, а также видеть то, что происходит перед ним. Нередко эта связь нарушается: происходить это может как из-за травмы самих органов, так и из-за нарушений работы отделов мозга и периферийных нервов, которые их связывают. Чтобы восстановить связь, используются различные стимуляторы, которые устанавливают в разных частых перцептивного пути: с помощью стимуляции (чаще, разумеется, инвазивной) можно добиться частичного или даже полного восстановления утерянных функций. 

При этом нередко стимуляцию используют не только для восстановления, но и для улучшения работы никак не тронутых функций. Для этого (как, впрочем, и для восстановления) стимуляцию определенных отделов совмещают с внешней стимуляцией: например, стимулируют нейроны слуховой системы и включают определенные звуки. Часто для этого используют стимуляцию блуждающего нерва, который соединяет мозг с разными частями тела, в том числе — с наружным слуховым каналом. С помощью стимуляции блуждающего нерва вместе с воспроизведением разных звуков исследователям, например, уже удавалось улучшить слуховое восприятие людей с афазией.

По сути, такую же точно стимуляцию можно использовать и для улучшения слухового восприятия здоровых людей: например, тех, кто хочет развить свой музыкальный слух или выучить тоновый язык. Понятно, что инвазивная стимуляция блуждающего нерва, которую обычно используют для восстановления функций, здоровым людям может не подойти — поэтому его необходимо научиться стимулировать и без хирургического вмешательства.

Барат Чандарсекаран (Bharath Chandrasekaran) из Питтсбургского университета и его коллеги предложили использовать для этого стимуляцию блуждающего нерва через ухо. Они разработали стимулятор в форме наушника, который вставляется в ухо и стимулирует область блуждающего нерва с частотой в 25 Герц — что, по словам ученых, для человека неощутимо. 

Такой метод стимуляции ученые опробовали на 36 англоговорящих добровольцах: их пытались научить различать четыре разных тона в китайском. Участников разделили на три группы: первую обучали отличать два простых тона вместе со стимуляцией, вторая различала два тона посложнее, а третья группа была контрольной (ее участникам необходимо было различать тона без стимуляции). Сложность тонов определяли до начала эксперимента, попросив участников отличить их друг от друга.

Во время обучения участники прослушивали пять китайских слогов с разными тонами и пробовали их отличить, а прослушивание совмещали со стимуляцией. Несмотря на то, что по ходу обучения все три группы начали лучше различать тона в китайском, та группа, которая получала стимуляцию, обучалась гораздо быстрее: к концу обучения контрольной группе удалось улучшить распознавание на 26 процентов, а активной группе удалось добиться таких же результатов уже к третьему блоку из шести (в каждом блоке использовалось по 40 повторений). Интересно, что значительное улучшение наблюдалось только в группе, блуждающий нерв которой стимулировали при обучении легким, но не сложным тонам: к концу обучения распознавание у них улучшилось примерно на 45 процентов.

Исследователи заключили, что стимуляция блуждающего нерва в действительности может улучшить распознавание слуховых стимулов и даже ускорить обучение, делая его более эффективным. При этом воздействие, судя по всему, довольно специфично: подобное обучение может не работать со всеми возможными стимулами, так что в будущих исследованиях необходимо будет строго контролировать особенности используемых стимулов.

А еще с помощью стимуляции блуждающего нерва можно лечить ожирение: по крайней мере, несколько лет назад ученым удалось разработать сенсор, который крепится к стенке желудка и, реагируя на их сокращения, посылает сигнал о насыщении в головной мозг. Сенсор тогда успешно опробовали на крысах.

Елизавета Ивтушок