紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院和德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員研究了來自哥斯達黎加云霧森林的老鼠的叫聲，發(fā)現(xiàn)了一種可以實現(xiàn)人類高速來回對話的腦回路。這一見解今天在線發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，可以幫助研究人員更好地理解言語障礙的原因，并為新的療法指明方向。
當兩只雄性阿爾斯通唱歌的老鼠相遇時——一只在家鄉(xiāng)的草坪上，另一只在外面——它們唱起了二重唱，就像兩個歌劇演員聲稱自己對領(lǐng)地的看法或爭奪一個女孩的注意力。然而，被稱為新兵的局外人只是在當?shù)啬凶映晁母韬蟛砰_始唱歌，然后如果居民再次開始，他就立即停止唱歌。
該研究的合著者、綜合生物學(xué)教授、UT Austin大腦、行為和進化中心主任史蒂文菲爾普斯(Steven Phelps)說：“這個新兵聲稱他在那里，他將與居民競爭。“居民說我已經(jīng)在這里了，我打算留下來?！?
這種快速的交替，叫做發(fā)聲旋轉(zhuǎn)，有點像兩個人在說話。標準的實驗室老鼠似乎沒有這種類型的聲音交流。因此，這項新的研究代表了一種新的哺乳動物模型來研究聲音旋轉(zhuǎn)亞秒精度背后的大腦機制。
“神經(jīng)科學(xué)家傳統(tǒng)上只關(guān)注少數(shù)模式生物，以更好地理解人腦，”菲爾普斯說，他于2002年發(fā)起了對老鼠的研究，將其作為交流和社會行為的神經(jīng)科學(xué)模型?！斑@項研究表明，科學(xué)家可以通過利用動物豐富的自然多樣性獲得新的令人興奮的見解。”
研究發(fā)現(xiàn)，除了可以告訴肌肉產(chǎn)生音符的大腦區(qū)域，運動皮層中的獨立回路可以快速啟動和停止，從而形成發(fā)聲伙伴之間的對話。
紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)副教授邁克爾朗說：“我們的工作直接表明，這些老鼠和人類都需要一個叫做運動皮層的大腦區(qū)域來進行語音交互?！?
“通過隔離聲音產(chǎn)生和控制電路，進化為會唱歌的老鼠的大腦配備了嚴密的聲音控制，這也可以在板球交換、鳥類二重唱和可能的人類討論中看到，”博士后學(xué)者、該研究的合著者Arkarup Banerjee補充道。在龍的實驗室里。
Banerjee說，盡管自然界中聲音交流無處不在，但他們的研究之前沒有合適的神經(jīng)科學(xué)哺乳動物模型。
展望未來，研究人員已經(jīng)在使用他們的鼠標模型來指導(dǎo)人類大腦中語音電路的探索。通過了解有助于兩個大腦參與對話的活動，他們可以在疾病干擾交流時找出錯誤的過程，這可能會刺激許多疾病新療法的發(fā)展。
“我們需要知道我們的大腦如何使用近100種肌肉來立即產(chǎn)生言語反應(yīng)。如果我們想為許多在這一過程中失敗的美國人設(shè)計新的治療方法，通常是因為疾病，如自閉癥或中風等創(chuàng)傷性事件，”常說。
菲爾普斯和他的團隊過去在UT Austin的工作表明，除了吸引配偶和排斥同一物種的競爭對手，一只雄性唱歌的老鼠呼吁拒絕相似但較小物種的雄性。
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