دانشمندان با مغز یک پیانیست نابینا مات و مبهوت شدند

برترین ها: متیو ویتاکر از سن 11 سالگی پیانو جاز را در مقابل جمعیت زیادی در سراسر جهان می نوازد 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 اختلال چشمی است که عمدتا بر نوزادان نارس با وزن 2 پوند (1250 گرم) یا کمتر متولد شده قبل از هفته 31 بارداری تاثیر می گذارد. نوزادان کوچک به دنیا می آیند و احتمال ابتلا به این اختلال بیشتر است. این اختلال – که معمولاً 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. اولین تشخیص ROP در سال 1942 انجام شد.

اما اخیراً اجرای بی نظیر این جوان 18 ساله مورد توجه دانشمندان قرار گرفت و دانشمندان با مطالعه و بررسی مغز این جوان با استعداد متوجه شدند که چگونه این جوان با استعداد نابینا تا این حد در عرصه موسیقی موفق ظاهر شده است. و بر کار او مسلط شود. انجام دهید

بنابراین وقتی دکتر مغز من را اسکن کرد، از ویتاکر پرسیده شد. آر. او IP انجام داد، کیبورد نواخت و در یک سری تست های شنوایی شرکت کرد.

دانشمندان دریافته اند که وقتی ویتاکر به موسیقی گوش می دهد، کل 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 قسمت که از نظر بصری تحریک نمی شود برای کمک به درک موسیقی استفاده می کند.

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

در مجموعه‌ای از مطالعات منتشر شده در Current Biology، یک تیم بین‌المللی از محققان به رهبری رویال هالووی توضیح می‌دهند که چگونه می‌توان فعالیت مغزی داوطلبان چشم‌بند را برای شنیدن آواز پرندگان، صحبت کردن مردم و صدای ترافیک اسکن کرد، از هدفون استفاده کردند. استفاده از قشر بینایی اولیه خود برای تشخیص صدا.

“ما می خواستیم در مورد ماهیت تعامل بین سیستم بینایی و شنوایی انسان بیشتر بدانیم. در طول مطالعه متوجه شدیم که افراد کم بینا می توانند از تخیل بینایی خود استفاده کنند، با این حال افراد نابینا همچنان از همان قسمت مغز برای تفسیر استفاده می کنند.” مغز مکانیسم اساسی است، بنابراین این مطالعه نشان داد که قسمت اول 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 یک کیبورد کوچک یاماها را از پدربزرگش هدیه گرفت، موسیقی را تمرین می‌کرد.

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

در سن 9 سالگی نواختن ارگ Hammond B3 را به خود آموخت و در 11 سالگی مرتباً برای نشان دادن استعدادهای موسیقی خود به سالن های کنسرت در سراسر جهان می رفت و در نمایش هایی از بیش از 200 کلوپ و سالن کنسرت موفق بود. . او همچنین بهار گذشته برای اولین بار در جشنواره جاز نیواورلئان شرکت کرد.

این فرض کلی که نابینایان می توانند بیشتر بشنوند فقط یک فرضیه نیست: چندین مطالعه این را تایید می کند. اما دانشمندان مدت‌هاست که می‌دانند افرادی که زود نابینا می‌شوند شنوایی بالاتری دارند، اما سیستم مغزی که این توانایی را ایجاد می‌کند ناشناخته باقی مانده است. یون فاین، عصب شناس دانشگاه واشنگتن می گوید:

ایده این است که افراد نابینا عملکرد بهتری در شنوایی خود دارند زیرا باید بدون اطلاعات بصری راه خود را به جهان بیابند. ما می خواستیم بررسی کنیم که چگونه این اتفاق در مغز رخ می دهد.

برای این منظور، فاین و تیمش از فناوری تصویربرداری fMRI برای مطالعه فعالیت قشر شنوایی (بخشی از مغز که اطلاعات شنوایی را پردازش می‌کند) در گروه‌های نابینا و کنترل (افراد بینا) استفاده کردند. در گروه نابینا، 4 شرکت کننده نابینایی اولیه و 5 نفر آنوفتالمی داشتند. اختلالی که در آن چشم ایجاد نمی شود.

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

محقق مطالعه کلی چانگ توضیح می دهد:

مطالعه ما نشان می دهد که مغز افراد نابینا می تواند فرکانس ها را بهتر نمایش دهد. برای یک فرد بینا مهم نیست که صدا را به طور دقیق نشان دهد، زیرا از بینایی خود برای شناسایی اشیا استفاده می کند، در حالی که افراد نابینا فقط اطلاعات شنوایی دارند. این اطلاعات به ما کمک می کند تا تشخیص دهیم کدام تغییرات در مغز بهترین عملکرد را در تشخیص صداهای اطراف افراد نابینا نشان می دهد.

سمت چپ: قرمز نشان دهنده مناطقی از مغز است که بیشتر به صداهای بم پاسخ می دهند، در حالی که آبی نشان دهنده مناطق زیرین است که به صداها پاسخ می دهند. راست: تلفظ مکرر در شرکت کنندگان نابینا کمتر از شرکت کنندگان نابینا است.

مطالعات آینده ممکن است جزئیات بیشتری را بر اساس سازگاری قشر شنوایی مغز ارائه دهد. هدف جدیدی برای مطالعات آینده شناسایی شده است، اگرچه بسیاری از آنها هنوز ناشناخته هستند. فاین می گوید:

در افراد نابینا نیاز است که اطلاعات بیشتری از صدا استخراج شود و در نتیجه ظرفیت این قسمت از مغز افزایش یافته است. این مثال خوبی است از اینکه چگونه محیط رشد بر رشد ظرفیت مغز نوزاد تأثیر می گذارد.

دکتر چارلز لیمب اخیرا مغز او را بررسی کرد. هدف لیمبه این است که بفهمد مغز نوازندگان ماهر و با استعداد چگونه کار می کند.

لیمب گفت: “من فکر می کنم هر بار که کسی متیو را در حال نواختن پیانو می بیند، اولین چیزی که به ذهن می رسد این است که این شخص چگونه این کار را انجام می دهد.” با دیدن این موضوع متعجب شدم و این سوال به ذهنم خطور کرد و تصمیم گرفتم به سوالی که به ذهنم رسید پاسخ دهم.

برای این کار، دکتر ویتاکر به یکی از مراکز من رفت. آر. من را به دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو بردند، جایی که ویتاکر با یک صفحه کلید کوچک ظاهر شد و از او خواسته شد در حالی که مغزش در حال اسکن بود، کیبورد را بنوازد.

ویتاکر همچنین یک سری آزمایش های شنیداری، سخنرانی و گوش دادن به موسیقی انجام داد. با شروع سخنرانی، لیمب متوجه شد که هیچ عملی در قشر بینایی وجود ندارد، اما با پخش موسیقی این وضعیت تغییر کرد.

لیمب گفت: «پس از سخنرانی، برای او موسیقی پخش کردیم. آهنگی از “توله سگ اسنارکی” را پخش کردیم که برای متیو بسیار آشنا بود و در همان لحظه متوجه تغییری در مغز او شدیم و به نظر می رسید که قسمت بصری مغز ویتاکر از بخشی از بافت آن قسمت استفاده می کند که ظاهر شد. با دید این هیجان انگیز نیست، به این دلیل است 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 شوکه شد.

ویتاکر گفت: “من نمی دانستم که این اتفاق می افتد.” ویتاکر وقتی از او پرسیده شد که چرا این اتفاق افتاده است، گفت: “من عاشق موسیقی هستم.”