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(dá)黎加云霧森林的老鼠的叫聲，發(fā)現(xiàn)了一種可以實(shí)現(xiàn)人類高速來回對(duì)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(dāng)兩只雄性阿爾斯通唱歌的老鼠相遇時(shí)——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(gè)歌劇演員聲稱自己對(duì)領(lǐng)地的看法或爭奪一個(gè)女孩的注意力。然而，被稱為新兵的局外人只是在當(dāng)?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(jìn)化中心主任史蒂文菲爾普斯(Steven Phelps)說：“這個(gè)新兵聲稱他在那里，他將與居民競爭?！熬用裾f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(diǎn)像兩個(gè)人在說話。標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室老鼠似乎沒有這種類型的聲音交流。因此，這項(xiàng)新的研究代表了一種新的哺乳動(dòng)物模型來研究聲音旋轉(zhuǎn)亞秒精度背后的大腦機(jī)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(duì)老鼠的研究，將其作為交流和社會(huì)行為的神經(jīng)科學(xué)模型。“這項(xiàng)研究表明，科學(xué)家可以通過利用動(dòng)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(yùn)動(dòng)皮層中的獨(dú)立回路可以快速啟動(dòng)和停止，從而形成發(fā)聲伙伴之間的對(duì)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(gè)叫做運(yùn)動(dòng)皮層的大腦區(qū)域來進(jìn)行語音交互?！?
“通過隔離聲音產(chǎn)生和控制電路，進(jìn)化為會(huì)唱歌的老鼠的大腦配備了嚴(yán)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(bǔ)充道。在龍的實(shí)驗(yàn)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(dòng)物模型。
展望未來，研究人員已經(jīng)在使用他們的鼠標(biāo)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(gè)大腦參與對(duì)話的活動(dòng)，他們可以在疾病干擾交流時(shí)找出錯(cuò)誤的過程，這可能會(huì)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(jì)新的治療方法，通常是因?yàn)榧膊?，如自閉癥或中風(fēng)等創(chuàng)傷性事件，”常說。
菲爾普斯和他的團(tuán)隊(duì)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(duì)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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