Не классический путь звуковой чувствительности: происхождение, нейрофизиология и роль в обработке звука.

Сенсорная информация звуковая или тактильная поступает в корковые центры классическим или не классическим путем. Специалисты в области слуха хорошо знакомы с трактом, по которому звук поступает в мозг и осознается, однако большинство из них даже не слышали о не классическом пути звуковой чувствительности. Исследования, начиная с 70-х годов прошлого века, впервые обнаружили структуры этого пути, тем не менее слишком мало известно о его анатомии и физиологии, кроме как то, что альтернативный путь звуковой чувствительности восходит паралелльно известному слуховому тракту.

 
 
 
Классический путь звуковой чувствительности

1. Чувствительные аксоны из кохлеарного узла входят в ствол мозга
2. Кохлеарные ядра в проекции верхней оливы связываются с нижними бугорками посредством латеральной петли
3. Аксоны из нижних бугорков приходят в ядра медиальных коленчатых тел в таламусе (MGN)
4. Нейроны таламуса отдают отростки в проекцию слуховой коры височной доли через таламокортикальный тракт
5. Нейроны верхнего ядра оливы отдают волокна обратно в ухо, где иннервируют мышцы (стапедиальный рефлекс — вызывает защитное напряжение мышц натягивающих барабанную перепонку в ответ на громкие звуки, чтобы снизить подвижность косточек и тем самым уменьшить энергию передаваемых ими звуковых волн в мозг.)

Анатомически любой нейронный путь — это цепь, состоящая из нескольких нейронов, которые соединены последовательно своими отростками. Тела этих клеток, скапливаясь, залегают в т.н. ядрах, формируя серое вещество мозга. В основном там же и происходит переключение и передача импульса с одного нейрона на другой.

Классический восходящий звуковой путь начинается с ядра улитки (cochlear nucleus), следует к верхнему комплексу ядер оливы в продолговатом мозге в составе так называемой латеральной петли (lemniscus lateralis), далее через ядра нижних бугорков (inferior colliculus) в ядра медиального коленчатого тела задней части таламуса.

(Таламус [thalamus] собирает и пропускает через себя все чувствительные пути за исключениемобоняния. Связываясь с префронтальной корой посредством таламокортикальных связей, он играет важную роль в осознании всей сенсорной информации, которую пропускает через себя. Сознание нарушается если из синхронной деятельности трех структур мозга (кора, таламус, таламокортикальные связи) выпадает хоть одна. Разрушение таламуса приводит к коме.) 
Оттуда звук уже попадает в слуховую кору, расположенную симметрично в височных долях. Связывая высшую подсеть: таламус — таламокортикальный тракт — кора, где происходит окончательная обработка, осознание и дифференцирование звуков.
Полагают, что анатомия не классического восходящего пути звуковой чувствительности диффузно рассеяна и получает в себя импульсы из других ядер и чувствительных трактов помимо звукового. Эксперты полагают, что информация поступающая через не классический путь попадает в таламус через ретикулярную формацию Сеть многочисленных нервных волокон в стволе мозга. и различные ассоциативные поля коры больших полушарий. Звуковая информация так и не попадает в свою проекционную слуховую кору — 41, 42 поля Бродмана, первичная и вторичная звуковая кора (auditory cortex).
 
Также имеются подкорковые связи с лимбической системой (Древние структуры мозга, палеокортекс. Прим. пер.), ответственную за эмоции и примитивные сценарии поведения. Связи из дорсальных ядер таламуса имеют прямое соединение с миндалевидным телом (amygdala), которые еще называют нижним трактом. В отличии от звуковых сигналов, которые попадает в свою первичную слуховую кору классическим путем, информация из не классического пути не подвергается должной обработке и оказывает недостаточное влияние на другие центры мозга. Не классический путь также получает сигналы из других сенсорных систем, таких как соматосенсорная через ядра задних столбов (dorsal column nuclei) и от серединного нерва (n. medianus). Несложно догадаться какая возникает при этом интерференция сигнала, когда и так звук не может быть обработан должным образом в своем проекционном поле, да еще примешиваются сигналы из множества других трактов и источников, суммируются или ингибируют друг друга.
Согласно утверждению Moller’a нейроны не классического пути (минующего латеральную петлю) отвечают на звуковые сигналы менее специфично, чем нейроны составляющие классический путь. Они более широко настроены (менее дифференцированны к звукам) и откликаются нерегулярно на звуки различной частоты Moller, A. R., & Rollins, P. R. (1992). Some forms of tinnitus and extralemniscal auditory pathway. Laryngoscope, 102 (10), 1165–71. Нейроны традиционного пути следующего через латеральную петлю отвечают только на звуковые сигналы, больше ни на какие иные. В отличии от них нейроны не классического слухового пути  присоединяются к соматосенсорной системе. (Тактильная чувствительность.)
Потенциалы (ответы нейронов на возбуждающий сигнал) лемнискового (классического) и экстралемнискового пути (не классического), также называемые неспецифически-экстралеминско-вызванные ответы (EL-ERs nonspecific-extra-lemniscal evoked responses), могут быть зарегистрированы при помощи электродов. Последние могут быть спровоцированы тактильными и даже визуальными стимулами. EL-ERs потенциалы активируют, интегрируют и заставляют фокусировать внимание на этих входящих сигналах, что может оказаться крайне значимым для пациентов, страдающих от шума в ушах, а также при аутизме. 
У некоторых детей с нарушением развития могут иметь место трудности с распознаванием эмоций, которые возникают в результате неспособности мозга снизить влияние импульсов не классического слухового пути и миндалевидного тела. Moller с коллегами полагают, что между соматосенсорным трактом тактильной чувствительности и звуковой системой существует атипичная интерференция, которая встречается у детей страдающих аутизмом по причине неправильных связей экстралемнискового (не классического) пути обработки звука. Moller, A. R., Kern, J. K., & Grannemann, B. (2005). Are the non-classical auditory pathways involved in autism and PDD? Neurological Research, 27(6), 625–9. doi:10.1179/016164105X25117  При аутизме очень часто встречается симптом гиперакузии — дискомфорт или даже физическая боль от шума и высокая тактильная чувствительность, вызывающая порой отвращение к прикосновениям. Ненормальное взаимодействие между двумя системами демонстрирует, что аутисты и здоровые индивиды обрабатывают сенсорную информацию по разному.
 
Второе исследование Moller’a с коллегами выявило взаимосвязь между не классическим восходящим звуковым путем, шумовым порогом и стойким постоянным звоном в ушах. Исследователи обнаружили, что повышенная чувствительность к шуму после электрической стимуляции соматосенсорной системы зачастую обнаруживается у маленьких детей в возрасте около 8 лет и крайне редко у взрослых старше 20 лет. Moller, A. R., & Rollins, P. R. (2002). The non-classical auditory pathways are involved in hearing in children but not in adults. Neuroscience Letters, 319(1), 41–4.

Схема классического звукового тракта (оригинал).

Не классический путь минует латеральную петлю (Lateral lemniscus), рассеиваясь в ретикулярной формации, связывается с миндалевидным телом и соматосенсорным трактом, не попадает в свои ассоциативные поля височных долей.

Это открытие интересно еще и потому, что полученные возрастные цифры связаны с развитием мозга и напрямую коррелируют с созреванием системы звуковой чувствительности.

Не классический путь обработки звука больше не может оставаться в стороне от внимания специалистов.(Выделено автором. Трудно не добавить: взаимосвязь чувствительности к звукам с выявленными у некоторых детей когнитивными нарушениями, в особенности с аутизмом, больше не может оставаться в стороне от внимания специалистов.)
По мере взросления детей классический путь слуховой чувствительности начинает преобладать, структуры мозга подвергаются более высокой специализации и дифференцированию, что позволяет филогенетически более поздней, новой, классической, системе звуковой чувствительности занять место старой, менее дифференцированной, неклассической, которая неспособна так тщательно и точно различать звуки. (Как того и требуется с получением и развитием навыков речи, передачи интонаций. Не менее значима способность улавливать и осознавать порой абстрактные смыслы, стоящие за звуковым рядом, чем по сути и является речь. А это, как известно, невозможно без участия специфической корковой проекции обработки звука. Прим.пер.) Возраст может быть фактором, от которого зависит, способна ли соматосенсорная (тактильная) стимуляция усилить или подавить восприятие шума не классическим звуковым трактом.
Гипотетически кросстональные интерферирующие помехи со стороны другого вида чувствительности могут быть причиной воспринимаемого шума в ушах. Функциональная МРТ (fMRI) подтверждает связь миндалевидного тела с не классическим звуковым трактом, часть лимбической системы активируется у пациентов, страдающих от навязчивого шума в ушах. Этот «нижний» путь, связывающийся с миндалевидным телом, является тем трактом, по которому необработанная (неосознанная) звуковая информация попадает в структуру, активность которой отвечает как за эмоциональную безучастность, так и за чувство страха, тревогу или жестокость (Amygdala как архаичный центр первичных эмоций — чувство страха, опасности — в нашем древнем мозге, без которого невозможно выживание). Эта связь, возможно, объясняет, почему некоторые пациенты, страдающие от навязчивого звона в ушах, так эмоционально реагируют на звуки. Moller полагает, что этот неверный путь для звуковой информации в лимбическую систему может являться причиной гиперакузии (болезенная чувствительность к звукам) илифонофобии (phone — звук греч., phobia — страх греч. — дословно страх громких звуков), зачастую громкого голоса, даже своего собственного, шумные места могут вызывать чувство дискомфорта вплоть до панического приступа).
Не классический путь звуковой чувствительности больше не может оставаться в стороне от внимания заинтересованных в этой сфере специалистов. Новые исследования обнаружили его связи с соматосенсорной системой тактильной чувствительности и патологией развития. Дальнейшее изучение может приоткрыть ворота для большего понимания нарушений развития восприятия звука и возможно лечения злокачественного навязчивого шума в ушах. Роль не классического пути в системе звуковосприятия и его причастность к обработке звука слишком велика, чтоб ее игнорировать.
Источник

Почему шумит в ушах, связь аутизма и чувствительности к звукам или не классический путь слуховой чувствительности.

Вероятно, есть основания полагать о наличии нарушения развития классического пути чувствительности к звукам у детей, которым в последующем устанавливают диагноз аутизма. Вместе с гиперакузией у них отмечается также особая чувствительность к прикосновениям, что объяснимо с точки зрения автора статьи интерференцией сигналов тактильной и слуховой чувствительности. Окружающая среда такими детьми может восприниматься неадекватно опасной, в таких условиях нормальное развитие затруднено. Нарушается потенциальная способность более глубоко различать речевые смыслы, обучение на слух. И это при том, что дети с аутизмом имеют больший объем мозга по сравнению с другими за счет увеличения объема серого вещества (непосредственно клеток мозга) лобных и височных долей, увеличение прироста траектории путей, больший объем миндалевидного тела по сравнению с контрольной группой(Rong Chen, Yun Jiao, Edward H. Herskovits  (2012). Structural MRI in Autism Spectrum Disorder, 69, 1–13. Department of Radiology, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA 19104 Abstract doi:10.1203/PDR.0b013e318212c2b3). Скорее всего, наиболее комфортными условиями для адекватного развития таких детей должна стать особая атмосфера тишины, в которой громкие звуки не будут вызывать ощущение угрозы со стороны внешней среды, а тихая речь матери подтолкнет к усилиям распознавания смысла других звуков, включая дифференцирование и созревание правильного, классического пути звуковой чувствительности в головном мозге с раннего возраста.
 

Об авторе Л.Н.

Президент Ассоциации специалистов сенсорной интеграции Меня зовут Ененкова Любовь Николаевна,на форумах,посвященных проблемам развития детей с ASD (аутичный спектр развития), мои посты всегда идут под ником Л.Н.
Запись опубликована в рубрике (CARD)Центральное нарушение обработки слуховой информации с метками , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Please log in using one of these methods to post your comment:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s