Исследователи из Университета Дьюка выделили группу нейронов в мозгу мыши, которые имеют решающее значение для создания скрипучих ультразвуковых «песен», которые издает самец мыши, ухаживая за потенциальным партнером.
На самом деле, теперь они достаточно хорошо понимают эти нейроны, чтобы заставить мышь петь по команде или заставить ее замолчать, чтобы она не могла петь, даже когда хочет произвести впечатление на партнера.
Этот уровень понимания и контроля является ключевым достижением в продолжающемся поиске механизмов, которые позволяют людям формировать речь и другие звуки общения. Исследователи широко интересуются производством речи мозгом и работали с певчими птицами и мышами в качестве моделей для людей.
«Нам было интересно понять, как мыши воспроизводят эти «песни о любви», как мы их называем в лаборатории», - сказала Кэтрин Чида, которая возглавляла исследование в качестве постдокторского научного сотрудника в Институте Ричарда Муни и Фэна. Лаборатория Вана в нейробиологии Дьюка.
В этом исследовании Чида и ее коллеги сосредоточились на части среднего мозга, называемой периакведуктальной серой, или сокращенно PAG, потому что они знали из предыдущей работы других, что она будет ключевым игроком в схеме вокализации. сказала она.
С помощью технологии, разработанной в лаборатории Ванга, они смогли найти и изолировать определенные нейроны, участвующие в схеме PAG, а затем провести над ними эксперименты.
Выборочно включая нейроны с помощью светового метода, называемого оптогенетикой, исследователи обнаружили, что они могут заставить мышь немедленно начать петь, даже если она была одна.
С другой стороны, подавление активности нейронов PAG сделало ухаживающих самцов мышей неспособными петь, даже несмотря на то, что они упорствовали во всех других своих действиях ухаживания.
Самки оказались менее заинтересованы в молчаливых видах, что также показывает, что певческое поведение является ключом к выживанию мышей.
Оба эксперимента твердо установили, что эта «стабильная и отчетливая популяция нейронов» является ключевым проводником между поведением и голосовой коммуникацией, сказал Чида. Работа появится в выпуске Neuron от 7 августа, но была опубликована в Интернете в середине июня.
«Эти нейроны служат основой для вокализации. Но они не определяют отдельные части песни», - сказал Чида. «Это «ворота» для вокализации».
Чида, который присоединится к профессорско-преподавательскому составу Корнельского университета в следующем году, сказал, что исследование теперь позволит проследить связи PAG с нейронами ниже по течению, которые связываются, например, с голосовыми связками, легкими и ртом. И они будут работать с поведенческими центрами выше по течению, которые сообщают мыши, что присутствует самка, и она должна начать петь.
Исследователи надеются составить более полную картину того, почему мыши произносят разные слоги в разных контекстах. «Мы знаем, что они это делают, но пока не знаем, какие части мозга управляют этим поведением», - сказал Чида.