Eén enkele toon maakt hersenen alert op complete geluidspatronen

Geluidsverwerking in de hersenen werkt geavanceerder dan gedacht. Als we een toon horen versterkt ons brein tijdelijk die toon, maar ook tonen die één of meerdere octaven daarvan verwijderd liggen. Dat publiceerde een onderzoeksteam uit Utrecht en Nijmegen in het vakblad PNAS. De Radboud Universiteit bericht hierover op haar website.

Horen doen we met ons brein. Het slakkenhuis vangt de geluidstrillingen op, maar de signalen daaruit worden vervolgens door de hersenen bewerkt, waarbij ze zich onder andere baseren op bekende patronen. Als je bijvoorbeeld kort een zwakke toon hoort, dan spitst je gehoor zich op die toon en onderdrukt frequenties daaromheen. Dit helpt om mogelijk relevante geluiden in de omgeving beter waar te nemen. Het huidige onderzoek heeft aangetoond dat dit 'auditieve aandachtsfilter' veel complexer is dan tot nu toe is aangenomen: frequenties die octaafrelaties hebben met de doeltoon worden namelijk ook beter gehoord.

John van Opstal, professor Biofysica aan de Radboud Universiteit vertelt in het artikel: "Deze proef toont aan dat de hersenen zich alvast klaarmaken voor een uitgebreid patroon van tonen, zelfs als maar één enkele testtoon is gehoord of wanneer een toon in gedachten wordt opgeroepen. Die extra tonen in het patroon werden dus in het experiment helemaal niet aangeboden, maar de hersenen vullen de informatie uit het slakkenhuis aan. Dit is wetenschappelijk interessant, maar bijvoorbeeld ook voor de audiologie waar de focus nu nog sterk op het slakkenhuis ligt."

Octaafrelatie
Het onderzoek was geen pretje voor de proefpersonen. Ze luisterden een uur lang naar ruis en moesten daar heel zachte tonen in ontdekken. Elke paar seconden kregen ze een toon van 1000 Hz te horen, de cue. Daarna werd er tijdens één van twee intervallen een heel zachte, korte tweede toon aangeboden. De proefpersonen moesten aangeven in welk interval ze die toon hadden gehoord. Uiteindelijk bleek dat tonen die een octaafrelatie hadden met de cue allemaal beter gehoord werden, en tonen daar omheen juist slechter. Een octaaf is in de muziek een bekende term die de afstand aangeeft tussen twee tonen waarbij de verhouding tussen frequenties twee staat tot één is.

Hoortoestel
De onderzoekers, verbonden aan de Universiteit Utrecht, het UMC Utrecht Hersencentrum en de Radboud Universiteit Nijmegen, kunnen wel een aantal toepassingen bedenken voor dit fundamentele onderzoek. Stel dat iemand door een beschadiging aan de haarcellen van het slakkenhuis geen hoge tonen meer kan horen, dan kan een hoortoestel zo ingesteld worden dat het die tonen omvormt naar één of meerdere octaven lager. Aangezien de hersenen tonen met octaafrelaties zelf ‘aanvullen', zou de perceptie van die persoon dan weer normaler kunnen worden. Ook bij het produceren van commerciële geluiden is het van belang om te weten hoe tonen worden waargenomen. Philips Research is daarom ook betrokken bij dit onderzoek met de afdeling ‘Brain, Body and Behavior'.

Lees hier het volledige bericht.

Publicatiedatum: 25 oktober 2013