mózg tej śpiewającej myszy może ujawnić Klucze do snappy conversation

piosenki śpiewającej myszki Alstona (Scotinomys teguina) mogły współdzielić mechanizmy z ludzką rozmową.

Christopher Auger-Dominguez

gdyby była opera dla gryzoni, śpiewająca mysz Alstona byłaby gwiazdą. Ta skromna, brązowa mysz, pochodząca z środkowoamerykańskich lasów chmurowych, unosi się na tylnych łapach i wypina długie, skomplikowane tryle. Wydajność każdego zwierzęcia wydaje się być wyjątkowa, mówi Michael Long, neurobiolog z New York University School Of Medicine w Nowym Jorku. „Rozpoznaję tę jedną piosenkę i mówię:” ach, to Ralph.””

Long i jego koledzy odkryli, że gatunek (Scotinomys teguina)robi coś, czego wiele zwierząt laboratoryjnych nie robi: na zmianę śpiewa. Te błyskawiczne duety dają naukowcom nowy model do badania, jak mózg kontroluje rozmowę. Myszy mogą nawet informować nas o tym, co dzieje się nie tak w zaburzeniach, które wpływają na komunikację, takich jak autyzm.

ludzka rozmowa ma wiele ruchomych części. Kiedy słuchamy, planujemy nasze słowa, dostosowujemy je w locie i kierujemy nasze mięśnie głosowe, aby wypluwały je w społecznie odpowiednich momentach. Większość zwierząt laboratoryjnych nie ma tej słownej złożoności, mówi Long. Najczęstsza mysz laboratoryjna (Mus musculus) ma stosunkowo niezorganizowany i nieprzewidywalny śpiew—i nie ma tendencji do robienia na zmianę. Nawet marmozety, naczelne, które robią z nich popularne w badaniach neuronauki, zatrzymują się na kilka sekund między odpowiedziami, co oznacza, że mogą nie polegać na tej samej maszynerii neuronowej, która napędza odpowiedzi w ułamku sekundy w ludzkim powtórzeniu, mówi Long. „Wyobraź sobie rozmowę między dwojgiem ludzi, w której jest 5-sekundowa przerwa w ciąży między każdą wymianą. Chyba bym oszalał.”

dlatego on i inni badacze są zainteresowani śpiewającą myszą Alstona. Społeczne funkcje jego charakterystycznych utworów nie są jeszcze do końca jasne. (Spektakl wydaje się być częścią pokazu terytorialnego, choć nie zawsze może być przeciwny.) Gatunek, stosunkowo nowy w neuronauce, jest trochę diva w laboratorium, wymaga przestronnego terrarium, specjalistycznej diety i sprzętu do ćwiczeń, aby się rozwijać. Ale Long i jego zespół odkryli intrygującą tendencję do odwracania myszy. Kiedy samiec myszy wchodzi do komory przylegającej do innego samca i słyszy śpiew swojego sąsiada, dokładnie powtarza swoje własne piosenki, aby uniknąć nakładania się z sąsiadem; zaczyna się około pół sekundy po zakończeniu drugiej myszy. (W ludzkiej rozmowie opóźnienie jest jeszcze krótsze-średnio około 200 milisekund.) Mysz z sąsiadem też śpiewa cztery razy częściej niż w samotności-stwierdzili badacze.

naukowcy chcieli wiedzieć, w jaki sposób mózg myszy kontrolował te starannie zaplanowane wymiany. Wiele badań wykazało, że zwierzęce wokalizacje powstają w głębokich, ewolucyjnie starożytnych częściach mózgu—tak zwanych strukturach podkorowych. Ale zastanawiali się, czy w tej śpiewającej myszy oddzielna struktura w wyższym regionie zwanym korą ruchową działała jak dyrygent orkiestry, włączając i wyłączając piosenki w oparciu o sygnały społeczne.

znaleźli różne dowody potwierdzające to przeczucie. Po raz pierwszy zidentyfikowali część mózgu o nazwie orofacial MOTOREX (OMC), która po stymulacji powodowała zginanie mięśni głosowych myszy. Kiedy umieścili urządzenie chłodzące nad tym regionem, aby spowolnić jego aktywność neuronową, mysz zajęła więcej czasu, aby dotrzeć do końca swojej piosenki.

co więcej, myszy nadal mogły śpiewać, gdy naukowcy podali im lek, który całkowicie dezaktywował OMK-wokalizacje najwyraźniej powstawały gdzie indziej w mózgu—ale słuchanie pieśni innej myszy nie zwiększyło już ich własnego śpiewu. A myszy nie uruchomiły już szybkiego „Counter song” w odpowiedzi, naukowcy donoszą dziś online w Science. Dochodzą do wniosku, że aby przeprowadzić zmianę wokalną, mózg myszy dzieli pracę między podstawowym generatorem pieśni (jeszcze nie zidentyfikowanym w mózgu podkorowym) a przewodnikiem wyższego poziomu.

„myślę, że to piękne, połączenie metod, które stosowali”, mówi Julia Fischer, Etolog, która bada zachowania społeczne i poznanie zwierząt na Uniwersytecie w Getyndze w Niemczech. „To przełom, jeśli chodzi o drobne szczegóły … udało im się wypracować.”

śpiewająca mysz Alstona to” nowy, potencjalnie interesujący model komunikacji wokalnej”, mówi Karel Svoboda, neurobiolog z kampusu badawczego Janelia w Instytucie Medycznym Howarda Hughesa w Ashburn w Wirginii. Mimo to mówi: „Musimy wiedzieć o wiele więcej.”To badanie nie wyjaśnia, w jaki sposób OMK wpływa na aktywność w dolnym mózgu, zauważa, ani w jaki sposób obwody w nim zawarte powodują, że mięśnie poruszają się, aby wytworzyć piosenkę.

ludzka mowa jest znacznie bardziej złożona niż te duety myszy, ale zespół Longa chce teraz poszukać w ludzkim mózgu porównywalnego mechanizmu czasowego w ludzkiej korze ruchowej, znanego z udziału w kontrolowaniu mowy. On i jego koledzy projektują eksperymenty, które rejestrują aktywność mózgu podczas zadań konwersacyjnych, takich jak szybkie reagowanie na inny głos.

Long również widzi tę mysz jako potencjalny sposób na badanie autyzmu, zaburzenia, które mogą ograniczać zdolność osoby do komunikowania się. Naukowcy mogą manipulować genami w mysim OMC, które są zaangażowane w autyzm, aby obserwować, jak wpływają one na aktywność i zachowanie mózgu. Turowe divy, jak mówi Long, naprawdę ” otworzyły dla nas zupełnie nowy kawałek biologii.”

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.