Mózg, jak wiadomo, potrafi dostosowywać się do zmian, nawet tych naprawdę dużych, takich jak utrata wzroku lub słuchu. Uwaga badaczy z całego świata skupiona była dotychczas przede wszystkim na plastyczności i możliwościach dostosowywania się kory wzrokowej u osób niewidomych. A co z korą słuchową głuchych? Stanowi ona przecież całkiem spory kawałek mózgu i chociaż słuchamy uszami, to jednak w rzeczywistości "słyszy" właśnie mózg. Co dzieje się z tym kawałkiem mózgu u osób głuchych?

- Wiele zespołów, w tym my, przeprowadzało różne eksperymenty, żeby zrozumieć, co tam się dzieje. Czy zajmuje się uwagą? Wzrokiem? Pamięcią? Językiem migowym? Postrzeganiem rytmu? Czytaniem wyrazu twarzy? - mówi prof. Marcin Szwed z Instytutu Psychologii UJ, współautor badania. - To były bardzo wąskie eksperymenty, sprawdzające bardzo szczegółowe hipotezy i dawały niejasne wyniki. W końcu postanowiliśmy zrobić krok w tył i zapytać - a co dzieje się nie w kontrolowanym eksperymencie, ale w sytuacji podobnej do naturalnej?

W eksperymencie udział wzięło około czterdziestu osób - połowa z nich była głucha od urodzenia a połowa słysząca. Badano ich przy pomocy rezonansu magnetycznego mózgu, w trakcie, gdy oglądali film. Żeby odbiór filmu był taki sam u głuchych i słyszących, naukowcy wybrali film kreskówkowy bez dialogów - "Trio z Belleville" (2003). Jego akcja rozgrywa się we Francji po II wojnie światowej, a bohaterem jest osierocony chłopiec Champion, wychowywany przez babcię Madame Souzę, który po tym jak otrzymuje od niej rower, znajduje pasję w kolarstwie.

W codziennym życiu mózg dzieli się zadaniami i różne jego rejony zajmują się różnymi rodzajami informacji. Kora wzrokowa zajmuje się widzeniem - od przerabiania plamek światła i ciemności, które padają na nasze siatkówki do rozpoznawania przedmiotów, twarzy, miejsc. Kora uwagowa decyduje, którym częściom tego, co widzimy czy słyszymy poświęcić uwagę. Z kolei obszary językowe przypisują obrazom i dźwiękom nazwy i słowa, a inne, wyżej położone rejony, układają to, co się dzieje w spójne historie i decydują, czy i co ma być zapamiętane. To wszystko dzieje się również, kiedy oglądamy film.

Żeby móc rozróżnić, jakiego rodzaju informacje są przetwarzane przez mózg, naukowcy puścili kilkunastominutowe fragmenty filmu w różnych wersjach. Pierwsza, to niepocięty, wielominutowy fragment. Druga, to film pocięty na kilkusekundowe kawałki. Trzecia wersja to film nie tylko pocięty, ale też zdeformowany w abstrakcyjne wzory przypominające trochę psychodeliczne obrazy, w których nie da się wyróżnić żadnych rozpoznawalnych kształtów.

- Niższe poziomy kory wzrokowej będą tak samo traktować wszystkie trzy wersje filmu. Dla nich liczy się tylko, że coś jest kontrastowe, kolorowe i rusza się. Średnie poziomy mózgu, rejon rozpoznawania twarzy czy uwagowy nie będą mocno reagować na ten zdeformowany, za to z równą siłą będą reagować na kilkusekundowe kawałki filmu jak i na cały film, bo i w jednym i drugim są twarze, dłonie, pistolety czy ruchy, które znamy, np. jadący samochód. Najwyższe rejony mózgu natomiast - kora uwagowa, pamięć - będą wolały cały film, bo tylko w nim jest spójna historia - wyjaśnia prof. Szwed.

Naukowcy zadali sobie pytanie: czy i jak reagować będzie kora słuchowa głuchych? Czy będąc "przeznaczoną" do bycia korą zmysłową, będzie się zachowywać tak jak kora wzrokowa? Czy też raczej zachowa się jak jej "sąsiedzi" w korze skroniowej, rejony zajmujące się językiem, znaczeniem, pamięcią. Okazało się po pierwsze, że praktycznie cała kora słuchowa osób głuchych bardzo mocno angażuje się w oglądanie filmu. Kora słuchowa osób słyszących natomiast, zgodnie z oczekiwaniami, pozostaje "nieczuła" na film. Po drugie - różne rejony kory słuchowej zachowywały się w różny sposób. Większość "wolała" cały film od jego pociętych i zniekształconych kawałków. Niektóre rejony w lewej półkuli zachowywały się nawet jak hipokamp, rejon mózgu odpowiedzialny za zapamiętywanie. Natomiast prawa kora słuchowa różniła się tym, że całkiem spory jej fragment reagował również na zdeformowane i pocięte warianty filmu.

- Widzimy jasno, że kora słuchowa przejmuje cały szereg zadań mózgu, wspierając działanie jego pozostałych rejonów na wielu etapach, od początkowej fazy przetwarzania, skupiania uwagi, aż do końca percepcji do pamięci, narracji. To może wyjaśniać, dlaczego głusi mają szybsze czasy reakcji niż osoby słyszące, czy lepiej widzą to, co pojawia się po bokach pola widzenia. Nadal jednak nie wiemy, co ta kora konkretnie robi, ale wiemy już, jakiego typu odpowiedzi mamy szukać - mówi profesor Szwed.

Wraz z zespołem z Uniwersytetu Johna Hopkinsa, współautorzy artykułu: prof. Szwed, prof. Marina Bedny, prof. Rhodri Cusack i dr Maria Zimmermann, próbują teraz zrozumieć co kora "robi". Do analizy tych samych danych używają teraz nowych metod opartych na algorytmach sztucznej inteligencji, które przekładają treść filmu na reakcje mózgów osób, które go oglądały. W ten sposób mają nadzieję ustalić, jakie konkretnie treści filmu powodowały odpowiedzi poszczególnych elementów "przestawionej" kory słuchowej.

źródło: nauka.uj.edu.pl, autor: Mariusz Kopiejka