زمانی که در جنگل قدم می‌زنید و ناگهان صدایی می‌شنوید مغز باید به سرعت تشخیص دهد صدا از کجاست، خرس است یا سنجاب؟ در مطالعه‌ای که اخیرا در PLoS Biology منتشر شده است، یک مهندس پزشکی از دانشگاه واشنگتن، تئوری قبلی را زیر سوال برده است.
مقاله مرتبط: انسان در تنگنا (بخش سوم)؛ محدودیت های شنوایی
Dennis Barbour در مدل آزمایشگاهی کشف کرد که نورون‌های قشر شنوایی متفاوت از آنچه قبلا فکر می‌کردیم، صداها را کدگذاری می‌کند. نورون‌های حسی، مانند نورون‌های قشر شنوایی، معمولا هنگام شروع یک تحریک جدید به سرعت پاسخ می‌دهند و سریعا انتخابی می‌شوند. تصور بر این بود برخی نورون‌ها که به مدت زمان تحریک پاسخ می‌دهند مسئول کدگذاری تحریک و نورون‌هایی که سریعا پاسخ می‌دهند تنها مسئول درک وجود تحریک هستند.
Barbour گفت:
در ابتدای انتقال یک صدا، صداها به طور جداگانه در جمعیت نورون‌ها ثبت می‌شوند، اما شناسایی هویت یک صدا با دقت بیشتری کدگذاری می‌شود. درنتیجه شما می‌توانید به سرعت صداها را شناسایی کنید و بر اساس این اطلاعات عکس العمل مناسبی را نشان دهید.
در مطالعه‌ی Barbour، فعالیت نورون‌ها تک تک ضبط شده است. برای شبیه‌سازی و اندازه‌گیری دقیق فعالیت مغزی، محققان باید از تکنیک‌های غیر تهاجمی استفاده کنند که شامل فعالیت همزمان تعدادی نورون است. در تکنیک واکنش مغز به محرک‌ها (ERP) سیگنا‌ل‌های مغزی از طریق الکترودهایی که روی جمجمه قرار گرفته‌اند ضبط شده و فعالیت‌های عصبی هماهنگ با شروع یک تحریک نشان داده می‌شوند. در مقابل، تکنیک fMRI فعالیت متوسط را در عرض چند ثانیه نشان می‌دهد. اگر مغز از روش‌های متفاوتی برای کدگذاری شروع تحریک و ادامه آن استفاده می‌کرد باید عملکرد نورون‌ها در این دو تکنیک متفاوت از هم نشان داده می‌شد. اما در هردو روش، نورون‌ها فعالیت مشابهی دارند.
در دهه‌های اخیر درمورد اینکه اطلاعات در مغز به صورت موضعی هستند یا توزیع شده، اختلاف نظرهای زیادی وجود داشته است.
عملکرد موضعی نورون‌ها، به این معنی که گروه کوچکی از نورون‌ها همزمان کار مشابهی را انجام دهند، با کدگذاری پراکنده و انتخابی بودن سیگنال‌ها مطابقت دارد. اما اطلاعات توزیع شده با کدگذاری منسجم و عدم انتخابی بودن تطابق دارد. بسته به چگونگی انجام آزمایش محققان هر دو نوع فعالیت را مشاهده کردند. شواهد نشان می‌دهد بر اساس نوع اطلاعاتی که در حال آنالیز آن هستید هر دو نوع فعالیت ممکن است در مغز رخ دهد.
طبق گفته‌ی Barbour، این یک مطالعه اساسی برای ساخت نظریه‌ی چگونگی کدگذاری اطلاعات برای پردازش صداست. روش جدید کدگذاری اطلاعات حسی که در این مطالعه نشان داده شده است، می‌تواند شامل حواس دیگر مانند بویایی نیز باشد.
اوایل امسال، Barbour به همراه پروفسور Barani Raman چگونگی پردازش حضور و عدم حضور یک بو یا صدا را بررسی کرده بود. با وجود اینکه زمان عکس‌العمل در سیستم بویایی و شنوایی متفاوت است، نورون‌ها در هر دو سیستم به روش مشابهی عمل می‌کنند. همچنین نتایج مطالعه‌ی آن‌ها شواهد قدرتمندی مبنی بر وجود شکل‌هایی از پردازش سیگنال به صورت ذخیره شده، ارائه می‌دهد. این مسیر پردازش در سیستم‌های حسی متفاوت و حتی گونه‌های دیگر نیز یکسان است.
