Frontiers in Neuroscience: Как работают ушные мышцы и зачем нам шевелить ушами

Если вы умеете шевелить ушами, значит, вы можете задействовать мышцы, которые помогали нашим далеким предкам внимательно слушать.

Эти ушные мышцы помогали изменять форму пинны, или раковины уха, направляя звук к барабанным перепонкам. Миллионы лет назад наши предки перестали ими пользоваться, поэтому ушные мышцы у людей являются лишь рудиментарными. Но теперь ученые, изучающие функции этих мышц, обнаружили, что они активизируются, когда мы пытаемся услышать конкурирующие звуки.

Есть три большие мышцы, которые соединяют ушную раковину с черепом и скальпом и важны для шевеления ушами, — объясняет Андреас Шреер из Саарландского университета, первый автор исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Neuroscience.

Эти мышцы, особенно верхняя ушная мышца, проявляют повышенную активность во время выполнения заданий на прослушивание. Это говорит о том, что эти мышцы задействованы не просто рефлекторно, а потенциально как часть механизма концентрации внимания, особенно в сложной слуховой обстановке.

Ушки на макушке

Трудно проверить, насколько напряженно человек слушает, не имея данных о себе. Но электромиография, которая измеряет электрическую активность мышц, может помочь определить активность ушных мышц, связанную с напряжением слуха. Подобные исследования уже показали, что самые крупные мышцы, задние и верхние ушные мышцы, реагируют на внимательное слушание. Поскольку они оттягивают уши вверх и назад, считается, что они, скорее всего, участвовали в перемещении ушной раковины для улавливания звуков.

Точную причину, по которой они стали рудиментарными, назвать сложно, поскольку наши предки утратили эту способность около 25 миллионов лет назад, — говорит Шреер.

Одним из возможных объяснений может быть то, что эволюция перестала заставлять нас двигать ушами, потому что мы стали гораздо более искусными в использовании зрительной и голосовой систем».

Чтобы проверить, активны ли эти мышцы при выполнении более сложных слуховых задач, ученые набрали 20 человек без проблем со слухом. Они прикрепили электроды к ушным мышцам участников, а затем проигрывали им аудиокнигу и отвлекающие подкасты из динамиков, расположенных перед или за ними. Каждый участник прошел 12 пятиминутных испытаний с тремя разными уровнями сложности.

В легком режиме подкаст звучал тише, чем аудиокнига, а голос диктора был более контрастным по сравнению с аудиокнигой. Чтобы создать два более сложных режима, ученые добавили подкаст, который звучал более похоже на аудиокнигу, и сделали отвлекающие звуки более громкими. Однако исследователи тщательно следили за тем, чтобы даже самое сложное условие было выполнимым: если участники сдавались, физиологические усилия не фиксировались.

Затем ученые попросили участников оценить уровень своих усилий и оценить, как часто они теряли нить аудиокниги в каждом испытании. Они также опросили участников о содержании аудиокниги.

Слух

Ученые обнаружили, что две ушные мышцы по-разному реагировали на разные условия. Задние ушные мышцы реагировали на изменение направления, а верхние — на уровень сложности задания. Самооценка усилий участников и частота отвлечения от аудиокниги повышались в зависимости от сложности задания, а точность ответов на вопросы об аудиокниге заметно снижалась между средним и трудным режимами.

Это коррелировало с уровнем активности верхних ушных мышц: они не активировались больше в среднем режиме, чем в легком, но были очень активны в трудном режиме. Это позволяет предположить, что активность верхних ушных мышц может служить объективным показателем слухового усилия, хотя неясно, помогает ли активность мышц человеку слышать.

Движения ушной раковины, которые могут быть вызваны зарегистрированными нами сигналами, настолько незначительны, что, вероятно, не приносят ощутимой пользы, — говорит Шреер.

Однако ушная раковина сама по себе вносит вклад в нашу способность локализовать звуки. Таким образом, наша ушно-височная система, вероятно, старается изо всех сил после 25 миллионов лет существования, но не достигает особых результатов.

Ученые отметили, что для подтверждения этих результатов и разработки практических приложений потребуется дополнительная работа. Как и во многих других исследованиях слуха, их выборка была относительно небольшой и состояла из молодых людей без проблем со слухом. Необходимы более крупные и разнообразные группы участников в более реалистичных условиях.

Мы хотим в будущем изучить возможное влияние мышечного напряжения или незначительных движений уха на передачу звука, — говорит Шреер.

Влияние этих факторов на людей с нарушениями слуха также было бы интересно исследовать.

Ранее ученые выяснили, как можно избавиться от звона в ушах.

31.01.2025