与人类相似，哥斯达黎加云雾林中的阿尔斯通歌唱鼠（Scotinomys teguina）能够通过歌声交流。它们可以发出将近100个可听到的音符，并轮流唱歌，以此挑战竞争对手。相比之下，标准的实验鼠发出的超声波并没有这样的交替现象。
通过研究这些会唱歌的老鼠，美国纽约大学的研究人员发现了一种让歌唱鼠进行高速交流的大脑回路。“我们的工作直接表明，这些老鼠和人类都需要一个叫做运动皮层的大脑区域来进行声音交流。”纽约大学医学院神经科学副教授、资深研究作者Michael Long博士说。
这项于3月1日发表在《科学》杂志网络版上的研究发现，除了控制肌肉创造音符的大脑区域外，运动皮层中的独立回路还能快速启动和停止发声，从而在发声伙伴之间形成对话。
“通过将声音的产生和控制回路分离开，进化使会唱歌的老鼠的大脑具备了严格的声音控制能力，这种能力在板球比赛、鸟类二重唱，甚至可能在人类的讨论中也能看到。”该研究的第一作者、朗实验室的博士后学者Arkarup Banerjee博士补充道。
尽管在自然界中，声音交流无处不在，但在神经科学中，还没有适合科学家研究的哺乳动物模型。在这份新报告发表之前，科学家们用来研究这种声音交流的主要模型是狨猴——这种灵长类动物的“谈话”速度比人类慢得多。
研究小组发现，S. teguina的歌声——随着歌曲的发展，一系列可以预测的音符——在社交环境中发生了变化。当两只老鼠协调它们的反应时，音乐模式和肌电图所记录的读数之间的紧密联系使得研究小组能够确定大脑中心和音乐肌肉组织之间的关系。与以往的研究结果相反，研究人员发现，一个位于运动皮层前部的一侧，即口面部运动皮层（OMC）的功能“热点”在调节歌曲的节奏。
为了研究这些特殊的大脑回路对社交歌唱的贡献，研究小组使用了许多技术，包括在唱歌时冷却OMC的设备，用以干扰老鼠的大脑皮层区域。长期以来，冷却技术一直是与语言有关的人脑回路研究的先驱。这是一种安全的方法，可以在不改变音高、音调或单个音符持续时间的情况下，降低实验对象的发声速度。研究者认为，正是他们在S. teguina大脑中所观察到的声音产生和计时功能之间的功能分离，也就是这种层次结构，使得社会相关的交流成为了可能。
接下来，研究人员将使用他们的S. teguina模型来指导对人类大脑中语音回路的相关探索。通过了解帮助两个大脑参与对话的活动，科学家们可以寻找疾病干扰交流时导致出错的过程，这可能会促进许多疾病新疗法的开发。
科界原创
编译：Max
审稿：阿淼
责编：张梦
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：
https://medicalxpress.com/news/2019-02-mice-mammalian-brain-conversation.html
版权声明：本文由科界平台原创编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源科技工作者之家—科界App。
