مغز یک پیانیست نابینا دانشمندان را گیج کرد

بهترین انتخاب: متیو ویتاکر از 11 سالگی پیانوی جاز را در مقابل تماشاگران زیادی در سراسر جهان می نواخت که باعث تعجب بسیاری شد زیرا او یک نابغه نابینا موسیقی است. ویتاکر با رتینوپاتی زودرس به دنیا آمد که منجر به نابینایی او شد.

رتینوپاتی نوزادان نارس (ROP) نوعی بیماری چشمی است که در درجه اول نوزادان نارس با وزن حدود 2 پوند (1250 گرم) یا کمتر از نوزادان متولد شده قبل از هفته 31 بارداری را تحت تاثیر قرار می دهد. نوزادان در بدو تولد جوان تر هستند و احتمال ابتلا به این اختلال بیشتر است. این عارضه که معمولا هر دو چشم را درگیر می کند، یکی از شایع ترین علل کاهش بینایی در دوران کودکی است و می تواند منجر به نابینایی مادام العمر شود. ROP اولین بار در سال 1942 تشخیص داده شد.

اما اخیراً دستاورد بی سابقه این جوان 18 ساله مورد توجه دانشمندان قرار گرفت و دانشمندان با مطالعه و بررسی مغز این نابغه متوجه شدند که چگونه این جوان نابینا با استعداد توانسته در عرصه موسیقی و استادی تا این حد موفق ظاهر شود. کارش.

به همین دلیل از ویتاکر پرسیده شد که پزشکان مغز من را معاینه کردند. R. آنها IP انجام دادند، کیبورد پخش کردند و یک سری تست شنیداری دادند.

دانشمندان دریافته اند که وقتی ویتاکر به موسیقی گوش می دهد، تمام قشر بینایی او (ناحیه ای که اطلاعات بصری را پردازش می کند) فعال می شود. این نتایج نشان می دهد که مغز ویتاکر از این ناحیه غیر تحریک شده بینایی برای کمک به درک موسیقی استفاده می کند.

انسان ها هنگام شنیدن صداها در تاریکی از بخش بینایی مغز خود استفاده می کنند، حتی اگر نابینا به دنیا آمده باشند.

در مجموعه‌ای از مطالعات منتشر شده در Current Biology، یک تیم بین‌المللی از محققان به رهبری رویال هالووی نحوه اسکن فعالیت مغزی داوطلبان چشم‌بند را برای شنیدن آواز پرندگان، صحبت کردن مردم و صدای ترافیک توضیح می‌دهد. از قشر بینایی اولیه خود برای تشخیص صداها استفاده کنید.

ما می خواستیم در مورد نوع تعامل بین بینایی و سیستم شنوایی انسان بیشتر بدانیم. در طول این مطالعه، ما دریافتیم که در حالی که افراد نابینا می توانند از تخیل بصری خود استفاده کنند، از همان قسمت مغز برای تفسیر صدا استفاده می شود، به این معنی که انسان ها یک مکانیسم مغزی اساسی دارند که مستقل از تجسم بصری و تجربه بصری است، این مطالعه نشان داد. حتی اولین قسمت قشر بینایی نه تنها چیزی است که می بینیم، بلکه “به اطلاعاتی که می شنویم نیز حساس است”.

ویتاکر، اهل هکنزک، نیوجرسی، از سه سالگی که پدربزرگش یک کیبورد کوچک یاماها را به او داد، موسیقی را تمرین می‌کرد.

پدر متیو، موزس ویتاکر، گفت که او در آن زمان مشغول نواختن لالایی معروف Twinkle, Twinkle, Little Star بود، اما نکته اینجاست که او آهنگ را با دو دست اجرا می کرد. مت آکورد و ملودی آهنگ را همزمان می نواخت. او تا آن زمان هیچ آموزشی ندیده بود و تنها سه سال داشت. بنابراین از من پرسیده شد که چه کسی این را به او یاد داده است و احتمالاً کسی به متیو یاد داده است که چگونه این آهنگ را بنوازد، اما متوجه شدم که کسی این را به او یاد نداده است.

او نواختن ارگ Hammond B3 را در سن 9 سالگی آموخت و در 11 سالگی به طور مرتب در سالن های کنسرت در سراسر جهان حضور می یافت تا استعداد موسیقی خود را به رخ بکشد و در نمایش های 200 کلوپ و سالن کنسرت موفق بود. بهار گذشته نیز برای اولین بار در جشنواره جاز نیواورلئان شرکت کرد.

این فرض رایج که افراد نابینا شنوایی بهتری دارند، فقط یک فرض نیست: بسیاری از مطالعات این موضوع را تایید می کنند. اما در حالی که دانشمندان مدت‌هاست می‌دانستند افرادی که در اوایل زندگی نابینا می‌شوند، سطح شنوایی بالاتری دارند، مکانیسم‌های مغزی که این توانایی را ایجاد می‌کنند ناشناخته هستند. “یون فاین، عصب شناس دانشگاه واشنگتن می گوید:

ایده این است که افراد نابینا گوش دادن خود را بهتر انجام می دهند زیرا باید راه خود را در سراسر جهان بدون اطلاعات بصری پیدا کنند. ما می خواستیم مطالعه کنیم که چگونه چنین چیزی در مغز اتفاق می افتد.

برای انجام این کار، فاین و تیمش فناوری تصویربرداری fMRI را برای مطالعه فعالیت قشر شنوایی (بخشی از مغز که اطلاعات شنوایی را پردازش می کند) در نابینایان و گروه کنترل (افراد بینا) مورد مطالعه قرار دادند. در گروه نابینا، 4 شرکت کننده در اوایل زندگی نابینا شدند و 5 نفر مبتلا به آنوفتالمی بودند. وضعیتی که در آن چشم رشد نمی کند.

در طول آزمایش، شرکت کنندگان در هر دو گروه صداهای خالص را در فرکانس های مختلف شنیدند و در همان زمان یک دستگاه fMRI فعالیت مغز آنها را ثبت کرد. هنگامی که محققان نتایج را تجزیه و تحلیل کردند، دریافتند که افراد نابینا نسبت به افراد دارای اختلال بینایی، رباط‌ها را با پهنای باند دقیق‌تر و باریک‌تری پردازش می‌کنند و این نشان می‌دهد که درک آن‌ها از واج‌سنجی فرکانس در قشر شنوایی مغز نسبت به گروه بینا دقیق‌تر است.

محقق مطالعه کلی چانگ توضیح می دهد:

مطالعه ما نشان می دهد که مغز افراد نابینا بهتر می تواند فرکانس ها را نشان دهد. برای یک فرد بینا داشتن بازنمایی صوتی دقیق مهم نیست زیرا از بینایی خود برای شناسایی اشیا نیز استفاده می کند، در حالی که افراد نابینا فقط اطلاعات شنوایی دارند. این اطلاعات به ما کمک می کند تا تشخیص دهیم کدام تغییرات مغزی عملکرد بهتر افراد نابینا را در تشخیص صدای محیط توصیف می کند.

سمت چپ: قرمز قسمت هایی از مغز را نشان می دهد که بیشتر به صداهای بم پاسخ می دهند، در حالی که نواحی آبی مناطقی هستند که به صداهای زیر واکنش بیشتری نشان می دهند. راست: آواسازی فرکانس با شرکت کنندگان نابینا نسبت به شرکت کنندگان نابینا سخت تر بود.

مطالعات آینده می تواند جزئیات بیشتری را بر اساس سازگاری قشر شنوایی مغز ارائه دهد. اکنون هدف جدیدی برای مطالعات آینده شناسایی شده است، اگرچه هنوز ناشناخته های زیادی وجود دارد. فاین می گوید:

افراد نابینا نیاز به استخراج اطلاعات بیشتری از صدا دارند و در نتیجه توانایی ظاهر شدن این ناحیه از مغز افزایش می یابد. این یک مثال ظریف از این است که چگونه رشد توانایی مغز نوزاد می تواند تحت تأثیر محیط رشد قرار گیرد.

اخیراً دکتر چارلز لیمب مغزش هدف لیمبه این است که بفهمد مغز نوازندگان با تجربه و با استعداد چگونه کار می کند.

لیمب گفت: “من فکر می کنم هر بار که کسی پیانو زدن متیو را تماشا می کند، اولین چیزی که به او فکر می کند این است که آن شخص چگونه این کار را انجام می دهد.” وقتی این را دیدم و این سوال در ذهنم ایجاد شد تعجب کردم و تصمیم گرفتم به سوالی که در ذهنم خطور کرد پاسخ دهم.

برای این کار، پزشکان ویتاکر به یکی از مراکز من رفتند. R. من را به دانشگاه کالیفرنیا در سانفرانسیسکو بردند، جایی که ویتاکر با یک صفحه کلید کوچک ظاهر شد و از او خواسته شد که در حالی که مغزش اسکن شده بود، صفحه کلید بزند.

ویتاکر همچنین مجموعه ای از آزمایش های شنیداری، گوش دادن به سخنرانی ها و موسیقی را انجام داد. در حالی که سخنرانی ها در حال پخش بودند، لیمب متوجه شد که هیچ فعالیتی در قشر بینایی وجود ندارد، اما با پخش موسیقی این وضعیت تغییر کرد.

لیمب گفت: «پس از سخنرانی برای او موسیقی پخش کردیم. در حال پخش آهنگی از “توله سگ Snarky” بودیم که متیو کاملاً با آن آشنا بود و در آن لحظه متوجه تغییراتی در مغز او شدیم و به نظر می رسید که بخش بصری مغز ویتاکر از بخشی از بافت آن قسمت استفاده می کند. از طریق چشم انداز دیده شد. تحریک نمی شود، اما به طوری که متیو می تواند موسیقی را درک کند. مثل قرض گرفتن آن قسمت از مغز و سیم کشی مجدد آن قسمت از مغز برای کمک به گوش دادن به موسیقی است.

لیمب هنگام گوش دادن به موسیقی نتایج اسکن مغز ویتاکر را به او گفت و پیانیست از شنیدن نتایج شگفت زده شد.

ویتاکر گفت: “من حتی نمی دانستم این اتفاق افتاده است.” ویتاکر در پاسخ به این سوال که نظرش در مورد آن چیست گفت: “من عاشق موسیقی هستم.”