Игра на фортепиано помогла китайским детям лучше различать звуки

Американские учёные нашли способ улучшить языковые способности детей — для этого оказалось полезным играть на фортепиано. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. 

Credit: Nan et al


Известно, что музыканты лучше обрабатывают слуховую информацию и способны эффективнее распознавать речь на фоне постороннего шума. Однако как музыкальные упражнения влияют на восприятие речи у детей, известно не было.

Участниками исследования стали 74 ребёнка дошкольного возраста, говорящих на китайском языке — в нём значение слова зависит от тона, и его повышение или понижение может полностью изменить смысл.

Учёные разделили детей на три группы. В одной из них участники трижды в неделю по 45 минут играли на фортепиано, в другой — занимались внеклассным чтением, а третья была контрольной.

Спустя полгода все малыши стали лучше различать звуки разной высоты, но между группами разницы не наблюдалось. А вот слоги игравшие на фортепиано дети стали различать лучше остальных. Результаты были получены при помощи электроэнцефалографии, которую исследователи проводили во время заданий на распознавание.

Хотя связи с успеваемостью исследователи не выявили, они полагают, что косвенно занятия музыкой способны на неё повлиять, улучшив восприятие и распознавание звуков.


Текст: Алла Салькова 

https://doi.org/10.1073/pnas.1808412115 

Piano training enhances the neural processing of pitch and improves speech perception in Mandarin-speaking children 

Yun Nan, Li Liu, Eveline Geiser, Hua Shu, Chen Chen Gong, Qi Dong, John D. E. Gabrieli, and Robert Desimone C

 

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

 

Психоделики стимулируют нейропластичность

Ранее на нашем портале выходили материалы об эффективности психоделических препаратов для лечения депрессий и других ментальных нарушений. Но ослабление жизнерадостности – не единственное, чем они проявляются. Одним из самых неприятных симптомов является ослабление когнитивных способностей, которое связано с поражением префронтальной коры. При этом нейроны атрофируются и уменьшают количество отростков-шипиков на дентритах, из-за чего теряют способность образовывать новые синапсы.

Графический абстракт работы


Группа исследователей из США протестировала три психоделических препарата, для которых ранее был показаны достоверные антидепрессивные свойства, для того, чтобы проверить их влияние in vivo и in vitro ещё и на способность нейронов образовывать друг с другом новые связи. Результаты исследования опубликованы в Cell Reports.

Для начала учёные рассмотрели влияние иодамфетамина (DOI), эндогенного психоделика диметилтриптамина (DMT), который вырабатывается эпифизом во время быстрой фазы сна и ЛСД на культуру нейронов префронтальной коры – виновника депрессии и тревожных расстройств.

VEH –  контроль растворителем (ДМСО), DOI – амфетамин, LSD – диэтиламид лизергиновой кислоты


Снимки отдельных нейронов под влиянием экспериментальных веществ наглядно демонстрируют увеличение количества дендритов и дентритных шипиков, что свидетельствует об увеличении способности этих нейронов к образованию новых связей (подробнее об устройстве нейронов читайте в нашей статье). Справедливости ради стоит отметить, что на длину отростков нейронов влияния отмечено не было.

После получения результатов in vitro, исследователи стали проверять эффекты на моделях живых организмов, для чего выбрали личинки мух-дрозофил. Ученые подвергли воздействию психоделиков личинки на самых ранних стадиях развития и обнаружили те же эффекты, что и на культурах клеток – увеличение количества дендритов и шипиков у нейронов первого класса. Те же эффекты проявились и при воздействии амфетамина и ЛСД на более поздних стадиях развития. Усиленное ветвление нейронов способствует их повышенной способности образовывать новые синапсы, что подтверждается не только визуальной оценкой морфологии нейронов, но и усилением экспрессии маркеров синаптогенеза.

Сравнение шипиков под воздействием разных веществ


Но в развитии депрессии и тревожных расстройств важна не только разветвленность нейронов. Оказывается, немаловажную роль в этом процессе играет и потеря дендритов – осевых отростков как таковых. Чтобы оценить влияние психоделических препаратов в этом аспекте, исследователи однократно внутрибрюшинно вводили тех взрослым крысам. В результате можно было отметить не только усиление спиногенеза (увеличение количества дендритов), но и улучшенные результаты в поведенческих и когнитивных тестах, которые проходили животные в эксперименте. К тому же, появились ex vivo данные — как частота, так и амплитуда спонтанных возбуждающих постсинаптических токов (EPSC) были увеличены.

Различные сравнительные характеристики нейронов и шипиков


Известно, что все эти вещества реализуют свое действие через серотониновые рецепторы — 5-НТ2А, хотя ученые не исключают возможного участия рецепторов 5-НТ2С, адренергических или гистаминовых рецепторов. Как бы то ни было, о молекулярных механизмах и сигнальных путях известно куда меньше. В своей работе исследователи демонстрируют не только блестящие эксперименты на клетках и живых организмах, но и выясняют вопрос о каскадах реакций, происходящих внутри нейронов.

Они получили данные о роли рецепторов клеточного роста, в частности — TrkB (рецептора нейротропного фактора мозга) и мишени рапамицина млекопитающих (mTOR) в процессах модификации нейронов. Исследователи считают, что полученных данных достаточно, чтобы не первый раз предложить рассматривать психоделики в качестве потенциальной терапии депрессии, тревожных расстройств, и других ментальных нарушений. Помимо этого, Исследователи группа предпочитает слову «психоделики» другое – «психопластогены», так как это более точно отражает эффекты этих веществ.

Портал «Нейроновости», тем не менее, советует всем воздерживаться от самостоятельных экспериментов с психотропными препаратами, так как вне контроля специалиста это опасно не только для здоровья, но и для жизни.


Текст: Дарья Тюльганова

Psychedelics Promote Structural and Functional Neural Plasticity

Calvin Ly1Alexandra C. Greb et al.

Cell Reports. Volume 23, Issue 11, 12 June 2018, Pages 3170–3182

DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.05.022

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Видеоигры помогут «прокачать» мозг

Гиппокамп, а точнее глубокие слои его серого вещества, в последнее время привлекают повышенное внимание исследователей: еще бы, ведь из-за роли в процессах обучения, запоминания и ориентации эта структура часто становится основной мишенью нейродегенеративных заболеваний. Пока фармакологические компании снова и снова терпят крах в разработке лекарств от деменции, группа канадских ученыхопубликовала в декабре 2017 года в журнале PLOS Оne свою работу, посвященную нефармакологическим способам сохранения ясного ума и здравой памяти.

Скриншот из игры Марио 64


Исследователи помнили о феномене лондонских таксистов, чей гиппокамп увеличивался в своей передней доле из-за высокой потребности в запоминании маршрутов и ориентации на местности. Почему бы не использовать это явление для того, чтобы предотвращать поражения гиппокампа у пожилых людей? Конечно, таксистами становиться тех не заставляли – решили, что с этой задачей справится и видеоигра – например, Марио 64. Ведь там тоже нужно ориентироваться и запоминать игровые карты.

Множество исследований о благоприятных эффектах видеоигр в отношении структур мозга у молодых людей помогло ученым принять окончательное решение: люди в возрасте играют в Марио, а дело ученых – оценить изменения в их мозге. Чтобы связь оказалась более достоверной, организовали целых две контрольных группы: одна не подверглась никакой интервенции, а вторая занималась музыкой, которая тоже помогает «взбодрить» мозг людей в возрасте, но другими путями. А нас интересует гиппокамп.

Итак, спустя полгода игр (у одних видео, а у других – аудио) исследователи оценили размеры гиппокампов участников эксперимента (и даже более того – содержание именно серого вещества). У тех, кто ни во что не играл, этот показатель несколько снизился по сравнению с первоначальными показателями. У «музыкантов» улучшения коснулись префронтальной коры, а у «игроков» действительно увеличилось содержание серого вещества гиппокампа и улучшилась память.

На этом экспериментаторы не остановились: ведь гиппокамп играет роль и в формировании пространственной памяти. Ученые решили использовать это, предоставив возможность испытуемым поиграть в ту же игру, но уже в 3D.

Изменения в гиппокампе и мозжечке игроков. West et al, PlOS One


Оказалось, что после курса такого рода развлечений увеличился не только гиппокамп, но и кора мозжечка. А это означает, что у участников сильно улучшилась координация (заметим, что мозжечок увеличивается в объёме и у космонавтов). И вообще, само по себе обучение играм в пожилом возрасте потребовало довольно серьезных умственных усилий, которые благотворно сказываются на способности к обучению (и последующему, не связанному с видеоиграми). А значит, они способны откладывать и приближающуюся деменцию.

Итак, в этот раз канадцы могут похвастаться тем, что провели первое подобное исследование среди людей в возрасте и установили, что игры помогают развить координацию, память и планирование не только у молодежи. Они даже подтвердили, какая структура мозга ответственна за все эти явления. Таким образом, игры, особенно задействующие пространственные манипуляции, имеют серьезные шансы стать одним из способов профилактики и терапии нейродегенеративных заболеваний.

Текст: Дарья Тюльганова

Playing Super Mario 64 increases hippocampal grey matter in older adults by Greg L. West, Benjamin Rich Zendel, Kyoko Konishi, Jessica Benady-Chorney, Veronique D. Bohbot, Isabelle Peretz, Sylvie Belleville in PLOS Оne.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0187779

 

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Не можешь видеть – считай!

Исследование, которое было призвано узнать, влияет ли опыт зрения в детстве на арифметические способности, привело американских нейроучёных к удивительному результату: оказывается, у слепых мозг задействует «бесполезную» зрительную кору для вычислений. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
 
Для ответа на свой первоначальный вопрос учёные Университета Джона Хопкинса отобрали 36 участников – 17 слепых от рождения и 19 зрячих. Зрячим завязывали глаза, после чего всех участников помещали в томограф и задавали вопросы на устный счёт разной сложности.
Human eye with clock - Time concept
Иллюстрация: stockvault.com
 
Ответ на вопрос, поставленный в исследовании оказался отрицательным – и зрячие, и слепые считают одинаково хорошо, так что визуальный опыт в детстве не влияет на способности к счёту. А вот данные фМРТ оказались очень интересными. У всех 36 участников эксперимента, как и положено, активировалась межтеменная борозда, которая отвечает за операции с числами. Однако у слепых при этом подключалась и зрительная кора, чего не наблюдалось у счётчиков с завязанными глазами.
 
Это еще раз говорит об удивительной пластичности нашего мозга. Не зря именно за открытие и изучение этого явления в 2016 году была присуждена престижнейшая премия Кавли по наукам.
 
#фМРТ
#нейроанатомия
#зрительная_кора
#нейропластичность
 
Текст: Алексей Паевский
 
Absence of visual experience modifies the neural basis of numerical thinking
Shipra Kanjliaa, Connor Lane, Lisa Feigenson, and Marina Bedny
Proceedings of the National Academy of Sciences
doi: 10.1073/pnas.1524982113