Du går på en öde gata och plötsligt hör du fotspår. Någon kan följa dig, tror du. Eftersom, även om gatan är tyst, dina egna fotspår skulle aldrig registrera dig - bara de av en främling. Så varför kan vi inte höra de ljud vi gör själva?

Forskare har länge vetat att vi kan ställa in våra egna personliga ljud, men var tidigare i mörkret om hur hjärnan uppnår denna bedrift, exakt. Resultaten av en ny studie, publicerad i tidskriften Nature, syftar till att förstärka vår förståelse av detta fenomen genom att fokusera på fotspår.

"Vi ville förstå hur de enskilda cellerna i våra hjärnor - våra neuroner - arbetar tillsammans för att få det att hända, "ledande forskare Dr. David Schneider, en biträdande professor vid Center for Neural Science vid New York University (NYU), förklarar i ett mejl. "Att göra det, vi studerade mushjärnor. Och vi byggde ett augmented reality -system så att när möss sprang, vi kunde experimentellt styra de ljud de hörde. Vi kunde ge dem ett par dagar medan de gick och gav ett ljud, då kunde vi oväntat byta ljud. "

Forskning genomfördes vid Duke University's School of Medicine. Forskarna upptäckte snart att när mössen förväntade sig att deras promenad skulle låta på ett visst sätt, neuronerna i hörselbarken (ett av de viktigaste hörselcentra i hjärnan) slutade svara på bullret.

"Det var nästan som om de hade speciella hörlurar som kunde filtrera bort ljudet från sina egna rörelser, "Förklarar Schneider." Däremot när vi spelade ett oväntat ljud, neuroner i deras hörselbark hade stora svar. "

Forskarna insåg snart att när mössen blev bekanta med ljudet av sina egna promenader, det var några viktiga kopplingar som ändrades mellan hörselbarken och motorbarken, som är den del av hjärnan som är ansvarig för rörelse.

"Anslutningarna förstärks på hämmande neuroner i hörselbarken som är aktiva när musen hörde fotstegets ljud, "Säger Schneider." Slutresultatet var att varje gång musen gick, en grupp hämmande neuroner var aktiva för att skapa en foto-negativ av ljudet musen förväntade sig, som kunde avbryta det förväntade ljudet när det hördes. "

Inte bara fotspår

Erfarenheten är inte begränsad till fotspår, antingen. "Den tunga andningen vet sällan att de är en tung andning, för det låter inte lika högt för dem! Och jag tror att detsamma gäller för tangenttryckningar, "Tillägger Schneider." Visst kan jag höra mina egna knapptryckningar när jag skriver, men jag brukar inte bli irriterad på dem. Men om någon som sitter bredvid mig skriver tungt får det mig att kämpa på. "

För alla varelser som är vana vid att jagas, som möss, denna förmåga att filtrera bort sina egna oskyldiga ljud och fokusera på de mer potentiellt farliga är kritisk. Detta är också samma fenomen när vi sjunger, prata eller spela musik.

"Vi brukar ha en idé i huvudet för vilket ljud vi skulle vilja producera. När jag sätter mig vid pianot och slår till exempel på tangenterna, Jag vet vilken musik jag vill att den ska göra. Men när vi tränar, vi får ofta fel, "Säger Schneider." Mekanismen som vi har beskrivit i detta dokument-förmågan att ignorera de förväntade konsekvenserna av vår rörelse-ger oss den extra coola förmågan att upptäcka när vi har gjort fel. Så om jag spelar piano precis rätt, Jag hör det, Säker, men min hörselbark är ganska tyst. Men när jag spelar fel, Jag får ett mycket större svar. "

Som ett resultat, Schneider säger, hjärnan kan tolka det svaret som, "Hallå, det lät inte rätt, kanske jag ska flytta fingrarna lite annorlunda nästa gång. "

"Och det gör att vi kan lära av våra misstag, " han säger, noterar att de fortfarande försöker ta reda på exakt hur sådana felsignaler används av hjärnan när de lär sig språk och musik.

Forskarna hoppas kunna använda denna information för att belysa ett par olika områden nästa. Till exempel, Det är möjligt att samma hjärnkretsar är involverade i att ignorera och/eller upptäcka ljudfel hos patienter med sjukdomar som schizofreni.

"Människor som lider av schizofreni upplever ofta livligt fantomröster som inte finns där, "Säger Schneider." Det har föreslagits att dessa hallucinationer kan bero på förändrad anslutning mellan motoriska och hörselcentra i hjärnan, och vi tror att hjärnkretsarna vi identifierat kan vara inblandade. Så vi skulle vilja studera möss som har liknande genetiska mutationer som de som är associerade med schizofreni hos människor. "

Även om fotspår inte tenderar att vara alltför upprörande för människor, andra ljud (som tung andning och högt tuggning) är verkligen det. Dock, de håller inte ett ljus mot ljudet av en kniv på en flaska, en gaffel på ett glas eller krita på en tavla, som är de tre mest irriterande ljuden för den mänskliga hjärnan, enligt en artikel från Journal of Neuroscience från 2012.