Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Ответы мозга на повторение звуков впервые зарегистрировали у человеческого плода

Dorothea Niepel

Неврологи впервые зарегистрировали стационарные слуховые вызванные потенциалы у человеческих плодов возрастом 30–39 недель, сообщается в PLoS ONE. Они определили, в каком состоянии — спокойном или активном — такие потенциалы проще обнаружить, и предположили, что с помощью анализа таких потенциалов у детей за несколько недель до рождения можно будет следить за степенью развития их слуховой коры.

Слух человека можно проверить с помощью набора аудиотестов, в которых ему нужно будет ответить на определенные вопросы, указать на различия между звуками, если они есть, и так далее. Если испытуемый не может или не хочет говорить или как-то своим поведением реагировать на проверочные стимулы, можно использовать методы регистрации активности мозга, в первую очередь электроэнцефалографию (ЭЭГ) и магнитоэнцефалографию (МЭГ). Их временное и пространственное разрешение достаточное, чтобы выявить, какие участки мозга активировались в ответ на появление конкретного звука — по крайней мере, если этот звук предъявить несколько раз и наблюдать при этом вызванные потенциалы.

Реакции мозга на аудиостимулы разных тональностей зависят от состояния слуховой коры. Если какие-то структуры в ней еще не сформировались, то вызванные потенциалы в ответ на некоторые стандартные стимулы не возникнут, появятся с другой латентностью (то есть по прошествии какого-то «нестандартного» времени с момента, когда был подан звук) или будут еще как-то изменены. Этим фактом можно было бы пользоваться, чтобы изучать ход развития слуховой коры у человеческого плода на поздних сроках развития.

Один из вариантов слуховых вызванных потенциалов, транзиторный связанный с событием (transient auditory event related response, AERR), уже регистрировали у нерожденных детей в ответ на единичные чистые тоны. А слуховые вызванные потенциалы другого типа, стационарные (auditory steady-state response, ASSR), у людей до рождения еще не изучали.

Доротеа Нипель (Dorothea Niepel) из Университетской клиники Тюбингена и ее коллеги из Германии и США провели пилотное исследование, в котором провели 47 сеансов магнитоэнцефалографии для 24 беременных женщин, у которых за время вынашивания не наблюдалось никаких проблем со здоровьем. Некоторым из них провели две или три сессии МЭГ, поэтому число сеансов не совпадает с количеством испытуемых. Пока не рожденных детей этих женщин разделили на три группы по сроку внутриутробного развития: 30–32 недели, 33–35 недель и 36–39 недель.

В рамках одной сессии плодам в случайном порядке предъявляли звуковые стимулы высотой 27 или 42 герца на фоне постоянного шума 500 герц. Их громкость составляла 94 децибела у поверхности живота, и при прохождении через ткани, как считают ученые, терялось не более 20–30 децибел. Каждый стимул длился секунду, а интервал между звуками составлял либо 3, либо 3,5 секунды. Эксперимент длился не более 10 минут, и за это время будущий ребенок успевал услышать 80–100 звуков. Параллельно ученые записывали магнитоэнцефалограмму и магнитокардиограмму плода. Последняя позволяла выяснить, в каком он находится состоянии. У плода старше 32 недель по активности сердца можно различить четыре состояния (активные и пассивные сон и бодрствование), у тех, кто моложе, только два — пассивное и активное.

В десяти случаях дефекты записи, вызванные движениями беременных или другими причинами, помешали анализировать результаты. Но на основании 37 МЭГ-сессий получилось, что плод на поздних сроках внутриутробного развития реагирует на звук высотой 27 герц, но не на звук высотой 42 герца. Форма и амплитуда вызванных потенциалов, впрочем, была индивидуальной. Чаще всего их удавалось зарегистрировать в ответ на звук, когда плод находился в состоянии активного сна (2F; напоминает стадию парадоксального сна у взрослых), а не активного бодрствования (1F).

С возрастом выраженность реакции слуховой коры на стимул росла. Это означает, что с помощью анализа стационарных слуховых вызванных потенциалов у нерожденных детей можно определять, своевременно ли у них развивается эта область коры, и в случае отклонений оперативно принимать меры по борьбе с их последствиями. Основная проблема с регистрацией таких потенциалов, по словам авторов исследования, заключается в соотношении сигнала и шума. Вероятно, его получится улучшить, если поменять громкость звуков, использовать какие-то другие частоты, в том числе для фона, и так далее.

В 2015 году американские исследователи показали, что звук голоса матери ускоряет развитие слуховой коры у недоношенных детей. А одну из форм наследственной глухоты, вызванную мутациями в гене GJB2 (но не связанной напрямую со слуховой корой), российские ученые предложили лечить редактированием генома эмбрионов. Однако пока эксперименты с яйцеклетками, где есть соответствующая мутация, не начались.

Светлана Ястребова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.