Mózg osób głuchych inaczej rozdziela zasoby wzrokowe – peryferia zyskują na znaczeniu

Ludzki mózg nie jest strukturą zastygłą w jednej formie – potrafi reorganizować się pod wpływem doświadczeń, a gdy jeden ze zmysłów przestaje dostarczać danych, jego zadania częściowo przejmują inne. Zjawisko to widać wyraźnie u osób, które utraciły słuch w bardzo wczesnym dzieciństwie: ich mózgi kierują więcej zasobów na monitorowanie tego, co dzieje się na krawędziach pola widzenia.

Głuchota zmienia sposób przetwarzania obrazu

Zespół badawczy stojący za pracą Retinotopic remapping of the visual system in deaf adults, opublikowaną w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), przebadał 16 dorosłych osób z głęboką, wrodzoną głuchotą i porównał wyniki z grupą 16 osób słyszących w zbliżonym wieku. Głównym elementem projektu było zbadanie za pomocą rezonansu magnetycznego, jak mózgi uczestników radzą sobie z informacjami napływającymi z różnych fragmentów pola widzenia. Rezonans strukturalny pozwolił przyjrzeć się budowie mózgu, natomiast rezonans funkcjonalny wykorzystano do mapowania retinotopowego – ustalenia, które regiony reagują na sygnały pochodzące z konkretnych punktów pola widzenia.

Badacze skoncentrowali się na dwóch elementach układu wzrokowego: ciele kolankowatym bocznym (LGN), pełniącym funkcję węzła przekazującego sygnały z siatkówki do mózgu, oraz pierwszorzędowej korze wzrokowej (V1), gdzie dane wzrokowe podlegają dalszej obróbce. Wyniki wykazały, że u osób niesłyszących znacząca część aktywności tych obszarów koncentrowała się na peryferyjnych fragmentach pola widzenia. Innymi słowy, mózgi osób głuchych przekierowują część swoich zasobów obliczeniowych na obrzeża widzenia, zmniejszając tym samym udział centrum – a proces ten zaczyna się już na etapie przekazywania sygnału między siatkówką a korą wzrokową.

Ta sama objętość, ale inny podział

Naturalnym przypuszczeniem mogłoby być, że struktury odpowiedzialne za obrzeża pola widzenia po prostu się rozrastają, jednak badanie nie potwierdziło takiego mechanizmu. Ciało kolankowate boczne miało w obu grupach porównywalną objętość, tak samo jak pierwszorzędowa kora wzrokowa. Różnica dotyczyła sposobu rozłożenia tej objętości – u osób niesłyszących dominowały obszary odpowiadające za peryferia, u słyszących zaś centrum pola widzenia.

Warto podkreślić, że zaobserwowane różnice wynikały głównie ze zmian w powierzchni kory mózgowej, nie z jej grubości. Można to ująć w ten sposób: mózg nie tworzy dodatkowej tkanki, tylko przerysowuje mapę na materiale, którym już dysponuje.

Coś za coś

Autorzy badania wyraźnie zaznaczają, że nie chodzi o to, że osoby niesłyszące widzą lepiej. Zamiast tego posługują się terminem „redystrybucja zasobów neuronalnych” – większa reprezentacja obrzeży pola widzenia oznacza jednocześnie mniejszą reprezentację jego centrum. Interesujący wątek pojawił się w dodatkowej analizie, w której najsilniejsze przesunięcie w kierunku widzenia peryferyjnego wystąpiło u osób, dla których brytyjski język migowy był pierwszym opanowanym językiem. Naukowcy zastrzegają jednak, że ta podgrupa była zbyt mała, by wykonać na niej rzetelne testy statystyczne, dlatego traktują ten wynik jako obiecujący, ale wstępny ślad do dalszych badań.

Praca nie rozwiewa jednak wszystkich wątpliwości. Wcześniejsze badania wskazywały, że odmienności w przetwarzaniu obrazu mogą powstawać jeszcze wcześniej – już na poziomie samej siatkówki. Dodatkowo część uczestników miała głuchotę o podłożu genetycznym, a u innych przyczyna nie została ustalona, co nie pozwala wykluczyć udziału nieznanego czynnika genetycznego w obserwowanym efekcie. Oddzielenie wpływu samej utraty słuchu od czynników genetycznych pozostaje więc zadaniem dla kolejnych zespołów badawczych.