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观察唱歌的老鼠,Science发表人类流利对话线索
【字体: 大 中 小 】 时间:2019年03月04日 来源:
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纽约大学医学院和德克萨斯大学的研究人员观察哥斯达黎加云林丛中会唱歌的老鼠,他们发现了一种大脑回路,该回路可以使人类进行高速交流。
这项研究成果发表在Science杂志,可以帮助研究人员更好地了解语言障碍的原因,为新治疗方法指明方向。
当两只雄性“歌唱家”老鼠相遇时,一个在它家草坪上,另一个在门外,于是它们唱起了二重唱。就像两位歌剧演员争夺主唱权,或争夺一个少女的注意。门外的老鼠被称为新兵,只有当驻地老鼠唱完歌后,它才开始歌唱,如果驻地雄性再次开始,它就立即停止。
“新兵声称,它在这里,而且将和地主竞争。地主说,我先到了,我打算留下来,”德州大学大脑、行为和进化中心主任Steven Phelps说。
快速的声带转换(vocal turn-taking),有点像两个人在交谈。标准化实验室老鼠似乎没有这种声音交流。于是,研究人员提出了一个新的哺乳动物模型,它们似乎可以检验声带转换亚秒精度背后的大脑机制。
“神经科学家传统上专注于少量模型生物,以更好地理解人类大脑,”2002年Phelps率先讲唱歌的老鼠作为交流和社会行为神经模型加以研究。
他们发现,随着支配肌肉产生音符的脑区,运动皮层的独立电路让动物得以快速开始或停止发声,从而开始和结束对话。
纽约大学医学院神经科学副教授Michael Long说:“我们的研究直接证明,这些老鼠与人类需要运动皮层来进行声音交流。”
“通过分离声音产生和控制电路,进化使唱歌的老鼠的大脑具备了严格的声音控制技能,我们可以在蟋蟀、鸟类和人类对话过程中看到这种现象,”该研究的第一作者Michael Long说。
尽管自然世界声音交流无处不在,但在神经科学研究中,以前没有合适的哺乳动物模型。
展望未来,研究人员已经开始用他们的老鼠模型来指导人类大脑中语言电路相关探索,通过了解两个参与对话的大脑的活动,寻找疾病情况下干扰交流的错误过程。
“大脑如何利用近100块肌肉立即做出口头反应的?”Long说。“这是我们需要进一步探讨的问题。”
除了吸引雌性配偶和击退竞争对手,此前Phelps团队还曾发现,唱歌的雄性老鼠叫声还击退了一种相似的但是体型较小的物种。
大自然丰富的多样性总能让科学家们获得新的令人兴奋的见解。
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原文检索:Motor cortical control of vocal interaction in neotropical singing mice
(生物通:伍松)