Suko Waspodo

Bernyanyi di Otak

Info Terkini | 2022-03-02 09:42:00

Ahli saraf telah mengidentifikasi populasi neuron di otak manusia yang merespons nyanyian tetapi bukan jenis musik lainnya

Untuk pertama kalinya, ahli saraf Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah mengidentifikasi populasi neuron di otak manusia yang menyala ketika kita mendengar nyanyian, tetapi tidak pada jenis musik lainnya.

Neuron-neuron ini, yang ditemukan di korteks pendengaran, tampaknya merespons kombinasi suara dan musik tertentu, tetapi tidak merespons ucapan biasa atau musik instrumental. Apa yang sebenarnya mereka lakukan tidak diketahui dan akan membutuhkan lebih banyak pekerjaan untuk mengungkapnya, kata para peneliti.

"Pekerjaan ini memberikan bukti untuk pemisahan fungsi yang relatif halus di dalam korteks pendengaran, dengan cara yang selaras dengan perbedaan intuitif dalam musik," kata Sam Norman-Haignere, mantan postdoc MIT yang sekarang menjadi asisten profesor ilmu saraf di Pusat Medis Universitas Rochester.

Pekerjaan ini didasarkan pada studi tahun 2015 di mana tim peneliti yang sama menggunakan pencitraan resonansi magnetik fungsional (fMRI) untuk mengidentifikasi populasi neuron di korteks pendengaran otak yang merespons musik secara khusus. Dalam pekerjaan baru, para peneliti menggunakan rekaman aktivitas listrik yang diambil di permukaan otak, yang memberi mereka informasi yang jauh lebih tepat daripada fMRI.

"Ada satu populasi neuron yang merespons nyanyian, dan kemudian populasi neuron lain yang merespons banyak musik secara luas. Pada skala fMRI, mereka sangat dekat sehingga Anda tidak dapat menguraikannya, tetapi dengan intrakranial. rekaman, kami mendapatkan resolusi tambahan, dan itulah yang kami yakini memungkinkan kami untuk memisahkannya," kata Norman-Haignere.

Norman-Haignere adalah peneliti utama studi tersebut, yang muncul hari ini di jurnal Current Biology. Josh McDermott, seorang profesor ilmu otak dan kognitif, dan Nancy Kanwisher, Profesor Ilmu Saraf Kognitif Walter A. Rosenblith, keduanya anggota Institut McGovern untuk Penelitian Otak dan Pusat Penelitian Otak, Pikiran dan Mesin (CBMM) MIT, adalah senior penulis studi.

Rekaman Saraf

Dalam studi 2015 mereka, para peneliti menggunakan fMRI untuk memindai otak peserta saat mereka mendengarkan kumpulan 165 suara, termasuk berbagai jenis pidato dan musik, serta suara sehari-hari seperti ketukan jari atau gonggongan anjing. Untuk penelitian itu, para peneliti merancang metode baru untuk menganalisis data fMRI, yang memungkinkan mereka mengidentifikasi enam populasi saraf dengan pola respons yang berbeda, termasuk populasi selektif musik dan populasi lain yang merespons secara selektif terhadap ucapan.

Dalam studi baru, para peneliti berharap untuk mendapatkan data dengan resolusi lebih tinggi menggunakan teknik yang dikenal sebagai elektrokortikografi (ECoG), yang memungkinkan aktivitas listrik direkam oleh elektroda yang ditempatkan di dalam tengkorak. Ini menawarkan gambaran yang jauh lebih tepat tentang aktivitas listrik di otak dibandingkan dengan fMRI, yang mengukur aliran darah di otak sebagai proksi aktivitas neuron.

"Dengan sebagian besar metode dalam ilmu saraf kognitif manusia, Anda tidak dapat melihat representasi saraf," kata Kanwisher. "Sebagian besar data yang dapat kami kumpulkan dapat memberi tahu kami bahwa ada bagian otak yang melakukan sesuatu, tetapi itu sangat terbatas. Kami ingin tahu apa yang diwakili di sana."

Elektrokortikografi biasanya tidak dapat dilakukan pada manusia karena merupakan prosedur invasif, tetapi sering digunakan untuk memantau pasien dengan epilepsi yang akan menjalani operasi untuk mengobati kejangnya. Pasien dipantau selama beberapa hari sehingga dokter dapat menentukan dari mana kejang mereka berasal sebelum operasi. Selama waktu itu, jika pasien setuju, mereka dapat berpartisipasi dalam studi yang melibatkan pengukuran aktivitas otak mereka saat melakukan tugas tertentu. Untuk penelitian ini, tim MIT mampu mengumpulkan data dari 15 peserta selama beberapa tahun.

Untuk peserta tersebut, para peneliti memainkan set yang sama dari 165 suara yang mereka gunakan dalam studi fMRI sebelumnya. Lokasi elektroda masing-masing pasien ditentukan oleh ahli bedah mereka, sehingga beberapa tidak mengambil tanggapan apapun terhadap masukan pendengaran, tetapi banyak yang melakukannya. Menggunakan analisis statistik baru yang mereka kembangkan, para peneliti dapat menyimpulkan jenis populasi saraf yang menghasilkan data yang direkam oleh masing-masing elektroda.

"Ketika kami menerapkan metode ini ke kumpulan data ini, pola respons saraf ini muncul yang hanya merespons nyanyian," kata Norman-Haignere. "Ini adalah temuan yang benar-benar tidak kami duga, jadi ini sangat membenarkan inti dari pendekatan ini, yaitu mengungkapkan hal-hal baru yang mungkin tidak terpikirkan oleh Anda."

Populasi neuron khusus lagu itu memiliki respons yang sangat lemah terhadap ucapan atau musik instrumental, dan oleh karena itu berbeda dari populasi selektif musik dan ucapan yang diidentifikasi dalam studi 2015 mereka.

Musik di Otak

Di bagian kedua dari studi mereka, para peneliti merancang metode matematika untuk menggabungkan data dari rekaman intrakranial dengan data fMRI dari studi 2015 mereka. Karena fMRI dapat mencakup bagian otak yang jauh lebih besar, ini memungkinkan mereka untuk menentukan dengan lebih tepat lokasi populasi saraf yang merespons nyanyian.

"Cara menggabungkan ECoG dan fMRI ini merupakan kemajuan metodologis yang signifikan," kata McDermott. "Banyak orang telah melakukan ECOG selama 10 atau 15 tahun terakhir, tetapi selalu dibatasi oleh masalah jarangnya rekaman ini. Sam benar-benar orang pertama yang menemukan cara menggabungkan resolusi elektroda yang ditingkatkan. rekaman dengan data fMRI untuk mendapatkan lokalisasi yang lebih baik dari keseluruhan tanggapan."

Hotspot khusus lagu yang mereka temukan terletak di bagian atas lobus temporal, dekat daerah yang selektif untuk bahasa dan musik. Lokasi itu menunjukkan bahwa populasi khusus lagu mungkin merespons fitur seperti nada yang dirasakan, atau interaksi antara kata dan nada yang dirasakan, sebelum mengirimkan informasi ke bagian otak lain untuk diproses lebih lanjut, kata para peneliti.

Para peneliti sekarang berharap untuk mempelajari lebih lanjut tentang aspek apa dari nyanyian yang mendorong respons neuron-neuron ini. Mereka juga bekerja sama dengan lab Profesor Rebecca Saxe dari MIT untuk mempelajari apakah bayi memiliki area selektif musik, dengan harapan dapat belajar lebih banyak tentang kapan dan bagaimana area otak ini berkembang.

(Materials provided by Massachusetts Institute of Technology)

***

Solo, Rabu, 2 Maret 2022. 9:36 am

'salam hangat penuh cinta'

Suko Waspodo

suka idea

antologi puisi suko