Dyskusja użytkownika arcy

Hałas uliczny zakłóca rozwój głosu i tłumi funkcje immunologiczne.

_____________________________________________

Wpis jest tłumaczeniem wniosków badania "Traffic noise disrupts vocal development and suppresses immune function" / Henrik Brumm, Wolfgang Goymann, Sébastien Derégnaucourt, Nicole Geberzahn, Sue Anne Zollinger / 12-05-2021 / https://advances.sciencemag.org/content/7/20/eabe2405?rss=1

_____________________________________________

Zanieczyszczenie hałasem zostało powiązane z deficytami w nauce i języku u dzieci, ale mechanizmy przyczynowe łączące hałas z brakami poznawczymi pozostają niejasne, ponieważ brakuje modeli eksperymentalnych.

Tutaj zbadaliśmy wpływ hałasu na uczenie się śpiewu przez ptaki, głównego zwierzęcego modelu uczenia się wokalnego i rozwoju mowy u ludzi. Stwierdziliśmy, że narażenie na hałas uliczny opóźnia rozwój głosu i prowadzi do niedokładności w uczeniu się. Ponadto, hałas tłumił funkcje immunologiczne podczas wrażliwego okresu uczenia się, co wskazuje, że jest to silny stresor dla ptaków, który prawdopodobnie może zagrozić ich funkcjom poznawczym. Nasze wyniki dostarczają ważnych spostrzeżeń na temat konsekwencji zanieczyszczenia hałasem i torują drogę przyszłym badaniom wykorzystującym śpiew ptaków jako model eksperymentalny do badania zaburzeń uczenia się wywołanych hałasem.

Zanieczyszczenie hałasem zostało sklasyfikowane jako jedno z głównych zagrożeń środowiskowych dla zdrowia publicznego. W samej Unii Europejskiej ponad 100 milionów ludzi jest dotkniętych niebezpiecznym poziomem hałasu powodowanego przez ruch pojazdów i samolotów, a przewiduje się, że liczba ta wzrośnie z powodu przyszłego rozwoju miast i zwiększonego zapotrzebowania na mobilność. Chociaż poziomy hałasu wytwarzanego przez ruch drogowy są zazwyczaj zbyt niskie, aby powodować fizyczne uszkodzenie ucha, przewlekłe narażenie na hałas na równoważnych poziomach 55-60 dB poziomu ciśnienia akustycznego (SPL) może już powodować poważne niesłyszalne skutki zdrowotne, takie jak znaczny wzrost ryzyka chorób układu krążenia i chorób metabolicznych, które mogą prowadzić do przedwczesnej śmierci. Ponadto narażenie na hałas powiązano z upośledzeniem funkcji poznawczych, takim jak deficyty w zakresie uczenia się i języka u dzieci.

Zarówno u dorosłych, jak i u dzieci, przewlekły hałas może prowadzić do wzrostu poziomu biomarkerów stresu, takich jak katecholaminy i glikokortykoidy. Reakcję tę tłumaczy się na dwa sposoby: emocjonalne reakcje stresowe wynikające z odczuwanego dyskomfortu oraz nieświadomy stres fizjologiczny wynikający z bezpośrednich interakcji pomiędzy centralnym układem słuchowym a innymi regionami mózgu. Jednakże mechanizmy przyczynowe łączące przewlekłą ekspozycję na hałas, stres i zaburzenia uczenia się u dzieci nie zostały jasno określone.

Uczenie się śpiewu ptaków jest paradygmatycznym systemem modelowym dla wokalnego uczenia się i rozwoju mowy u ludzi i dlatego może dostarczyć cennych wskazówek do zrozumienia obserwowanych deficytów w uczeniu się i języku u dzieci narażonych na przewlekły hałas. Podobnie jak dzieci ludzkie, ptaki śpiewające muszą uczyć się swoich wokalizacji (głównie pieśni) od dorosłych opiekunów podczas wrażliwego okresu w ich ontogenezie.

Młode samce zeberki (Taeniopygia guttata) rozwijają odrębne pieśni poprzez naśladowanie dorosłych samców (opiekunów), co jest procesem uczenia się sensoryczno-motorycznego trwającym kilka miesięcy. Ich pieśni składają się ze złożonych dźwięków (sylab), które powtarzają się w ustalonej kolejności (motywy). Okres wrażliwości na zapamiętywanie pieśni u zeberek rozpoczyna się po 25 dniach od wyklucia (dph). Następnie, w okresie sensomotorycznym, pomiędzy 35 a 90 dniem życia, młode rozwijają swoją pieśń poprzez stopniowe dopasowywanie morfologii sylab pieśni do zapamiętanego wzorca. W wieku 90 dph śpiew zeberek zazwyczaj krystalizuje się, tzn. zmiany fonetyczne sylab osiągają plateau, a śpiew pozostaje później w dużej mierze niezmieniony.

Wcześniejsze badania nad uczeniem się śpiewu u zeberek i innych ptaków śpiewających wykazały, że ekspozycja na bardzo wysoki poziom białego szumu uniemożliwiała normalne uczenie się i zachowanie śpiewu i była często stosowana jako odwracalna alternatywa dla ogłuszania ptaków w badaniach eksperymentalnych. Gdy poziom hałasu jest na tyle wysoki, że maskuje wszystkie inne sygnały akustyczne, młode ptaki nie uczą się typowych dla danego gatunku pieśni, zamiast tego produkując pieśni nietypowe, które przypominają pieśni ptaków głuchych.

Przy ekstremalnych poziomach, narażenie na hałas może powodować czasową lub trwałą utratę słuchu u ptaków, ale poziomy hałasu spotykane w miastach zazwyczaj nie są wystarczająco wysokie, aby powodować czasowe przesunięcia progowe u ptaków. Upośledzenie zdolności poznawczych u dzieci może jednak wystąpić już przy niskich poziomach krótkotrwałego narażenia na hałas o szczytowej amplitudzie 48 dB(A) SPL. Co więcej, wykazano, że przewlekła ekspozycja na sztuczny hałas o amplitudzie 40-80 dB(A) SPL wpływa na dokładność kopiowania pieśni u zeberek. Nadal jednak nie są znane skutki realistycznego hałasu antropogenicznego, na jaki narażone są ptaki i ludzie na terenach miejskich, a w szczególności nie zbadano wpływu tego hałasu na rozwój śpiewu.

Zajęliśmy się dwoma pytaniami.

Po pierwsze, zbadaliśmy, czy realistyczny hałas komunikacyjny zakłóca czas rozwoju wokalnego i upośledza uczenie się u zeberek.

Po drugie, aby wyjaśnić mechanizm leżący u podstaw potencjalnych różnic związanych z hałasem, zbadaliśmy czy hałas uliczny jest stresorem dla ptaków i czy biomarkery stresu są związane z sukcesem w nauce.

Nasze dane obejmują trajektorie rozwoju wokalnego i sukces w nauce śpiewu zeberek, które były wychowywane i uczone śpiewu w dźwiękoszczelnych boksach, w połączeniu z pomiarami ich poziomu kortykosteronu w osoczu i związanymi ze stresem zmianami w funkcjonowaniu układu odpornościowego. Ptaki poddane działaniu hałasu były narażone na nagrania ruchu miejskiego nadawane na realistycznych poziomach dźwięku w okresie sensomotorycznym i we wczesnej dorosłości (18 do 100 dph).

Podsumowując, wykazaliśmy, że eksperymentalna ekspozycja na hałas uliczny opóźniła rozwój śpiewu u zeberek o około 30% i doprowadziła do znacząco niższego sukcesu w nauce. To odkrycie jest analogiczne do związanego z hałasem upośledzenia kompetencji językowych i uczenia się u dzieci ludzkich.

Nasze wyniki wskazują, że młode ptaki śpiewające, podobnie jak dzieci ludzkie, są szczególnie narażone na skutki hałasu, ponieważ może on zakłócać proces uczenia się w krytycznym okresie rozwoju.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy