По оценкам, 15-20 процентов U.S. военнослужащие, возвращающиеся из Ирака и Афганистана, страдают от той или иной формы черепно-мозговой травмы (ЧМТ), полученной во время их развертывания, причем большинство травм вызвано взрывными волнами от взорвавшихся боеприпасов. Очевидные когнитивные симптомы незначительной ЧМТ, включая проблемы с обучением и памятью, могут исчезнуть всего за несколько дней. Но ветераны, подвергшиеся воздействию взрыва, могут по-прежнему иметь проблемы с выполнением простых слуховых задач, требующих от них сосредоточения внимания на одном источнике звука и игнорирования других – способность, известная как "избирательное слуховое внимание."
Согласно новому исследованию группы нейробиологов Бостонского университета (BU), такое очевидное "слух" на самом деле проблемы могут быть вызваны диффузным повреждением префронтальной доли мозга – работа, которая будет описана на 167-м заседании Акустического общества Америки, которое состоится 5-9 мая 2014 г. в Провиденсе, Род-Айленд.
"Такая травма может сделать невозможным общение в повседневной социальной обстановке и, следовательно, является поистине разрушительной проблемой, которая может способствовать социальной изоляции и депрессии," объясняет компьютерный нейробиолог Скотт Бресслер, аспирант Лаборатории слуховой нейробиологии BU, возглавляемой профессором биомедицинской инженерии Барбарой Шинн-Каннингем.
Для исследования Бресслер, Шинн-Каннингем и их коллеги – в сотрудничестве с экспертом по черепно-мозговой травме и посттравматическим стрессовым расстройствам Еленой Богдановой из VA Healthcare Boston – представили задачу выборочного слухового внимания 10 ветеринарам с легкой ЧМТ и 17 контрольным субъектам. без травм головного мозга. Примечательно, что в среднем у ветеранов слух был в пределах нормы.
В этом задании испытуемым одновременно представлялись три разных потока мелодий, каждый из которых состоял из двух нот, с трех разных воспринимаемых направлений (это изменение направленности было достигнуто за счет разницы во времени сигналов, доходящих до левого и правого уха). Затем испытуемых попросили определить "форма" мелодий (я.е., "подниматься," "спускаться," или "зигзагообразный"), в то время как их мозговая активность измерялась электродами на коже черепа.
"Всякий раз, когда начинается новый звук, слуховая кора отвечает, кодируя начало звука," Бресслер объясняет. "Однако фокус внимания изменяет силу этой реакции: когда слушатель уделяет внимание определенному источнику звука, нейронная активность в ответ на этот звук усиливается." Это изменение нервной реакции происходит из-за того, что мозг "исполнительный контроль" области, расположенные в префронтальной коре головного мозга, отправляют сигналы в слуховые сенсорные области мозга, модулируя их реакцию.
Исследователи обнаружили, что ветераны с ЧМТ, подвергшиеся взрыву, хуже справлялись с задачей, то есть им было трудно контролировать слуховое внимание"и у всех ветеранов ЧМТ, которые проявили себя достаточно хорошо, чтобы мы могли измерить их нервную активность, у 6 из 10 первоначальных испытуемых реакция мозга показала слабую модуляцию слуховых реакций, связанную с вниманием, или ее отсутствие," Бресслер говорит.
"Мы надеемся, что некоторые из наших результатов можно будет использовать для разработки методов оценки и количественной оценки ЧМТ, выявления конкретных факторов, которые усложняют общение в повседневных условиях," он говорит. "Выявив эти факторы на индивидуальной основе, мы сможем определить подходы к реабилитации и стратегии выживания, адаптированные к каждому человеку."
У некоторых пациентов с ЧМТ также развивается хроническая травматическая энцефалопатия (ХТЭ) – изнурительное прогрессирующее дегенеративное заболевание с такими симптомами, как слабоумие, потеря памяти и депрессия, – которые теперь можно точно диагностировать только после смерти. "Если повезет," Бресслер добавляет, "нейроповеденческие исследования, подобные нашему, могут помочь выявить пациентов с риском развития CTE задолго до того, как проявятся их симптомы."