Исследователи Университета Саарланда раскрыли тайну ушных мышц человека

Механизм, который активирует определенные мышцы в наших ушах, остался в наследство от прошлых эволюционных этапов, когда слух был критически важен для выживания наших предков.

Новое исследование показало, что маленькие мышцы, позволяющие людям бессознательно шевелить ушами, напрягаются, когда мы стараемся выделить один звук среди окружающего шума. Подумайте о том, как кошки, собаки и некоторые виды обезьян шевелят ушами в ответ на новые звуки. Эти инстинктивные движения не только для красоты, они помогают направлять звук к барабанным перепонкам животных, тем самым улучшая их способность обнаруживать и обрабатывать шум.

Последние исследования, проведенные в Университете Саарланда в Германии, показали, что и у людей уши также двигаются в ответ на звук — хотя и в меньшей степени. Когда мы прилагаем усилия, чтобы расслышать речь в шумной комнате, маленькие мышцы в наших наружных ушах, называемые верхними ушными мышцами, активируются, вероятно, в попытке улучшить нашу способность слышать. Однако из-за малых размеров мышцы ее влияние на нашу способность слышать невелико.

На основе их предыдущих исследований, ученые из Университета Саарланда провели новое исследование, опубликованное 31 января в журнале Frontiers in Neuroscience, в котором более подробно изучили, как верхние ушные мышцы реагируют, когда люди напрягаются, чтобы услышать что-то. Они считают, что это исследование может иметь практическое применение для улучшения технологий слуховых аппаратов в будущем.

Хотя ушные мышцы современных людей малы и слабы, у наших далеких предков эти мышцы, вероятно, двигали уши вперед и назад, тем самым улучшая слух, улавливая звук более эффективно. Некоторые люди все еще могут добровольно шевелить ушами, но, тем не менее, эти мышцы считаются "рудиментарными" — эволюционными остатками с небольшим практическим применением сегодня.

Тем не менее, исследователи нового исследования любопытны, могут ли эти мышцы быть полезными для технологий слуховых аппаратов в будущем. Одна из потенциальных областей применения — интеграция искусственного интеллекта, который может улавливать и декодировать движения мышц.

"Если верхние ушные мышцы, те, которые поднимают уши вверх, активируются, слуховой аппарат поймет, что пользователь прилагает много усилий, чтобы услышать и понять что-то," - сообщил соавтор исследования Стивен Хакли, исследователь из Университета Миссури, для Live Science в электронном письме. "Слуховой аппарат затем повысит уровень звука для звуков, приходящих с той стороны," - предположил Хакли.

Чтобы узнать больше об этих маленьких ушных мышцах, Хакли и его коллеги пригласили 20 участников с нормальным слухом и прикрепили электроды к их скальпу для отслеживания электрической активности в их верхних и задних ушных мышцах, которые находятся соответственно над и за ушами.

Находясь в звуконепроницаемой комнате с стабилизированными в подбородочной опоре головами, участники слушали аудиокнигу, в то время как отвлекающий подкаст играл одновременно. Эти звуки поступали из динамиков, расположенных либо перед участниками, либо позади них.

Участники выполнили 12 пятиминутных испытаний, каждое из которых имело один из трех уровней сложности: низкий, средний или высокий. На самом простом уровне, аудиокнига выделялась из подкаста благодаря приличной громкости и различимому звуку, что облегчало фокусировку. Однако по мере увеличения сложности подкасты становились громче и принимали схожий с аудиокнигой тон. Этот сдвиг делал задачу более сложной, хотя и не невозможной для участников.

На основе записей с электродов исследователи отметили, что когда звуки исходили из-за спины участников, их задние ушные мышцы активировались больше, чем когда звуки воспроизводились прямо перед ними. Это рефлекс, возможно, является теперь рудиментарной чертой, которая когда-то помогала нашим предкам обнаруживать звуки за пределами их поля зрения, считают исследователи.

В сравнении, активность верхних ушных мышц не изменялась в зависимости от направления звука. Но по мере усложнения задачи слушания эти мышцы становились гораздо более активными. Авторы исследования предположили, что активность верхних ушных мышц коррелирует с усилием при слушании, что означает, насколько усердно кто-то сознательно старается услышать. Однако другие эксперты высказали осторожность при интерпретации результатов.

"Я не полностью уверен в вынесении такого вывода," Мэттью Винн, исследователь из Университета Миннесоты, не участвовавший в исследовании, сообщил Live Science в электронном письме. "Этот ответ может скорее отражать возбуждение или шумовое раздражение, что "случается с вами", в отличие от усилия слушания, которое вы решаете предпринять в ситуации," - предположил он. "Возбуждение" в данном контексте относится к состоянию повышенной настороженности или готовности реагировать на звук.

Позволяет ли эта повышенная активность мышц человеку лучше слышать? Вероятно, нет.

"Движения ушей, которые мы изучаем, вероятно, слишком малы, чтобы иметь какое-либо влияние на слух," - сказал Хакли. "Мы называем их "микродвижениями", потому что они обычно менее миллиметра или двух [менее одной десятой дюйма]."

Тем не менее, Хакли надеется, что эти выводы найдут практическое применение в будущем, возможно, для улучшения слуховых аппаратов.