Studujte zpěv myší, jaký je váš mozek …

Studiem písní myší v kostarických oblačných lesích objevili mozkový okruh, který umožňoval vysokorychlostní konverzaci.

Muži studovaného druhu, Alstonova zpívající myš (Scotinomys teguina) produkují písně s téměř stovkou samohlásek. Autoři studijních oborů střídají náročné soupeře zpěvem, stejně jako rozhovory s lidmi. Naproti tomu standardní laboratorní myši produkují ultrazvukové zvuky bez viditelných změn.

Nová studie, kterou provedli vědci na Lékařské fakultě New York University, tak otevírá nové pole pomocí nového modelu savců ke studiu mozkových mechanismů za přesností jedna k druhé. hlasový obrat.

“Naše studie přímo ukazuje, že oblast mozku zvaná motorická kůra je nutná pro interakci hlasu těchto myší i lidí,” říká Michael Long, docent neurovědy na Lékařské fakultě. NYU.

„Pokud máme navrhnout nové způsoby léčby pro mnoho Američanů, kde tento proces často selhává kvůli chorobám, jako je autismus nebo traumatické události, jako je mozková mrtvice, musíme pochopit, jak naše mozky generují verbální odpovědi pomocí téměř stovky svalů.“ řekni dlouho

Publikováno online jako titulní novinky Věda 1. března studie zjistila, že kromě oblastí mozku, které říkají svalům, aby vytvářely noty, umožňují samostatné obvody v motorické kůře rychlé starty a zastávky, které tvoří konverzaci mezi hlasovými partnery.

„Oddělením zvukových produkčních a řídicích obvodů evoluce vybavila mozky zpívajících myší přísným hlasovým ovládáním, což je také vidět na kriketových burzách, ptačích duetách a možná i v lidských diskusích.“ další autor spoluautor Arkarup Banerjee, PhD. Postdoktorandský výzkumník v LONG laboratoři.

Říká, že ačkoli jsou zvukové změny v přírodním světě všudypřítomné, neexistují žádné modely savců vhodné pro jeho práci v neurovědě. Před novou zprávou je hlavním modelem pro studium této situace tam a zpět marmosetti, primát, jehož řeč se otáčí výrazně pomaleji než lidská řeč a pravděpodobně to není kvůli rychlé svalové reakci na smyslové signály (např. Kortikální motorické obvody).

Různé sociální písně

Výzkumný tým zjistil, že: S. teguina Písně – řada poznámek, které se vyvíjejí předvídatelně, jak píseň postupuje – se změnily v sociálních situacích, protože myši musí „chatovat a rozbíjet písničky“, aby si mohly povídat. Úzké spojení mezi vzory zpěvu, které zachycují elektrické signály při generování kontrakcí mozkových svalů a čtení elektromyografie, umožnilo týmu určit vztahy mezi centry mozku a svalovou strukturou písní. myši koordinovaly své odpovědi.

Na rozdíl od zjištění předchozích studií vědci zjistili, že funkční „horké místo“, orofaciální motorická kůra nebo OMC, umístěné na jedné straně před motorickou kůrou, reguluje načasování písně.

Při studiu přínosu těchto konkrétních mozkových obvodů k sociálnímu zpěvu tým zasáhl do kortikálních oblastí u myší pomocí různých technik, včetně zařízení, která během skladeb chladí OMC. Long pomohl vyvinout techniku ​​chlazení při studiu obvodů souvisejících s řečí v lidském mozku.

Autoři studie tvrdí, že existuje jistý způsob, jak zpomalit hlasy beze změny výšky tónu, výšky tónu nebo trvání jednotlivých tónů, tzv. Ohniskové chlazení. Tvrdí, že pozorovaná funkční separace mezi produkcí zvuku a synchronizačními funkcemi v mozku, tato hierarchie, umožňuje společensky relevantní výměny.

V budoucnu již vědci používají modely myší k vedení souvisejícího výzkumu řečových obvodů v lidském mozku. Porozuměním aktivity, která pomáhá zapojit dva mozky do konverzace, mohou hledat procesy, které se zhoršují, když onemocnění zasahuje do komunikace, což může povzbudit vývoj nových způsobů léčby mnoha poruch.

Spolu s Longem byli autory studie Arkarup Banerjee a Daniel Okobi Jr., stejně jako Andrew Matheson z New York University Institute of Neuroscience a Department of Otorhinolaryngology at New York University School of Medicine. . Studie byla provedena ve spolupráci s jeho lékařem Stevenem Phelpsem, ředitelem Centra pro mozek, chování a evoluci na Texaské univerzitě v Austinu, který vedl studium zpívající myši v laboratoři i v terénu. Někteří autoři jsou také členy Newyorského univerzitního centra pro neurovědy.

Tento výzkum byl podpořen New York Stem Cell Foundation, Simons Foundation Society of Fellows a Simons Collaboration on the Global Brain.