Vous marchez dans une rue déserte et soudain vous entendez des pas. Quelqu'un vous suit peut-être, tu penses. Parce que, bien que la rue soit calme, vos propres pas ne s'enregistreraient jamais avec vous - juste ceux d'un étranger. Alors pourquoi n'entendons-nous pas les bruits que nous faisons nous-mêmes ?
Les scientifiques savent depuis longtemps que nous sommes capables de régler nos propres bruits personnels, mais étaient auparavant dans l'ignorance de la façon dont le cerveau accomplit cet exploit, exactement. Les résultats d'une nouvelle étude, publié dans la revue Nature, vise à approfondir notre compréhension de ce phénomène en se concentrant sur les traces de pas.
"Nous voulions comprendre comment les cellules individuelles de notre cerveau - nos neurones - travaillent ensemble pour y arriver, " chercheur principal Dr. David Schneider, professeur adjoint au Center for Neural Science de l'Université de New York (NYU), explique dans un e-mail. "Pour faire ça, nous avons étudié des cerveaux de souris. Et nous avons construit un système de réalité augmentée pour que lorsque les souris couraient, nous pouvions contrôler expérimentalement les sons qu'ils entendaient. Nous pourrions leur donner quelques jours avec leur marche en faisant un son, alors nous pourrions changer le son de manière inattendue."
La recherche a été menée à l'École de médecine de l'Université Duke. Les scientifiques ont rapidement découvert que lorsque les souris s'attendaient à ce que leur marche sonne d'une manière particulière, les neurones du cortex auditif (l'un des principaux centres auditifs du cerveau) ont cessé de répondre au bruit.
"C'était presque comme s'ils portaient des écouteurs spéciaux qui pouvaient filtrer le son de leurs propres mouvements, " explique Schneider. " En revanche, quand nous avons joué un son inattendu, les neurones de leur cortex auditif avaient des réponses importantes."
Les scientifiques ont vite compris que, alors que les souris se familiarisaient avec les sons de leur propre marche, il y a eu des changements importants entre le cortex auditif et le cortex moteur, qui est la partie du cerveau responsable du mouvement.
"Les connexions se renforcent sur les neurones inhibiteurs du cortex auditif qui sont actifs lorsque la souris entend le bruit de pas, " dit Schneider. " Le résultat final était que chaque fois que la souris marchait, un groupe de neurones inhibiteurs était actif pour créer un photo-négatif du son attendu par la souris, ce qui pourrait annuler le son attendu lorsqu'il a été entendu."
L'expérience ne se limite pas aux pas, Soit. "Le gros respirateur sait rarement qu'il est un gros respirateur, parce que cela ne leur semble pas aussi fort ! Et je pense que c'est la même chose pour les frappes, " ajoute Schneider. " Bien sûr, je peux entendre mes propres frappes lorsque je tape, mais je ne suis généralement pas ennuyé par eux. Mais si quelqu'un assis à côté de moi tape lourdement, ça me rend fou."
Pour toute créature habituée à être chassée, comme des souris, cette capacité à filtrer ses propres bruits inoffensifs et à se concentrer sur les plus potentiellement dangereux est essentielle. C'est aussi le même phénomène en jeu quand on chante, parler ou jouer de la musique.
"Nous avons généralement une idée en tête du son que nous aimerions produire. Quand je m'assois au piano et que je frappe les touches par exemple, Je sais quelle musique je veux qu'il fasse. Mais quand nous pratiquons, on se trompe souvent, " dit Schneider. " Le mécanisme que nous avons décrit dans cet article - la capacité d'ignorer les conséquences attendues de notre mouvement - nous donne la capacité extra-cool de détecter quand nous nous sommes trompés. Donc si je joue juste du piano, Je l'entends, Bien sur, mais mon cortex auditif est assez silencieux. Mais quand je joue mal, J'obtiens une réponse beaucoup plus large."
Par conséquent, Schneider dit, le cerveau est capable d'interpréter cette réponse comme, "Hey, ça ne sonnait pas bien, peut-être que je devrais bouger mes doigts un peu différemment la prochaine fois."
"Et cela nous permet d'apprendre de nos erreurs, " il dit, notant qu'ils essaient toujours de comprendre exactement comment ces signaux d'erreur sont utilisés par le cerveau lors de l'apprentissage du langage et de la musique.
Les chercheurs espèrent utiliser ces informations pour faire la lumière sur quelques domaines différents ensuite. Par exemple, il est possible que les mêmes circuits cérébraux impliqués dans l'ignorance et/ou la détection des sons fonctionnent mal chez les patients atteints de maladies comme la schizophrénie.
"Les personnes souffrant de schizophrénie font souvent l'expérience de voix fantômes qui ne sont pas réellement là, " dit Schneider. " Il a été suggéré que ces hallucinations peuvent être dues à une connectivité altérée entre les centres moteurs et auditifs du cerveau, et nous pensons que les circuits cérébraux que nous avons identifiés pourraient être impliqués. Nous aimerions donc étudier des souris qui ont des mutations génétiques similaires à celles qui sont associées à la schizophrénie chez l'homme."
Maintenant c'est ennuyeuxBien que les pas n'aient pas tendance à être trop dérangeants pour les humains, d'autres sons (comme une respiration lourde et une mastication bruyante) le sont certainement. Cependant, ils ne tiennent pas une bougie au son d'un couteau sur une bouteille, une fourchette sur un verre ou une craie sur un tableau noir, qui sont les trois sons les plus irritants pour le cerveau humain, selon un article du Journal of Neuroscience de 2012.