人類語言中涉及的基因影響小鼠的聲音交流

根據(jù)發(fā)表在行為神經(jīng)科學(xué)前沿雜志上的一項(xiàng)新研究，成年小鼠的超聲聲音通信受到人類言語所需的相同基因的影響。

該研究的作者報(bào)告了他們對(duì)Forkhead盒蛋白2(FOXP2)基因突變對(duì)成年雄性小鼠發(fā)聲模式影響的研究結(jié)果。

FOXP2基因調(diào)節(jié)人類的言語產(chǎn)生。該基因的遺傳畸變會(huì)損害語音的產(chǎn)生和理解。

雖然老鼠不能像人類一樣使用語音進(jìn)行交流，但他們確實(shí)發(fā)聲作為彼此溝通的手段。

目前的研究試圖確定FOXP2缺陷是否對(duì)小鼠的交流具有與對(duì)人類相似的后果。

“這項(xiàng)研究支持'連續(xù)統(tǒng)假說'，即FOXP2影響所有哺乳動(dòng)物而不僅僅是人類的聲音產(chǎn)生，”杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心，霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所和洛克菲勒大學(xué)的資深作者Erich Jarvis博士說。

研究人員調(diào)查了26只雄性小鼠，這些小鼠的FOXP2突變與言語缺陷型人群相同，24只雄性小鼠FOXP2蛋白水平正常(野生型小鼠)。

將兩種類型的小鼠置于幾個(gè)獨(dú)特的環(huán)境中 - 與活性野生型雌性小鼠一起飼養(yǎng)，僅接近野生型雌性的尿液，或者與睡眠的雌性或睡眠雄性小鼠一起飼養(yǎng)。這些特定背景來自同一團(tuán)隊(duì)2015年的研究。

這項(xiàng)過去的研究發(fā)現(xiàn)，在這些不同的社會(huì)環(huán)境中，健康的男性在超聲波發(fā)聲(USVs)的序列和持續(xù)時(shí)間上產(chǎn)生了差異，超聲波發(fā)聲是老鼠制造的人類聽不到的高音調(diào)聲音。

在這項(xiàng)新研究中，Jarvis博士及其合作者希望確定FOXP2缺乏對(duì)小鼠的通訊模式是否有影響。

結(jié)果表明，F(xiàn)OXP2雜合子難以產(chǎn)生野生型小鼠可以輕松創(chuàng)建的復(fù)雜聲音通信模式 - 通過音節(jié)長度和隨時(shí)間產(chǎn)生的獨(dú)特音節(jié)數(shù)量來衡量。

當(dāng)在活躍的雌性小鼠存在下比較FOXP2雜合子和野生型雄性的交流時(shí)，這些差異特別強(qiáng)烈。

在這種情況下，野生型雄性的雜合子產(chǎn)生最復(fù)雜的音節(jié)類型和可用于復(fù)習(xí)的序列的可能性是其三倍。

作者說：“老鼠沒有人類和歌曲學(xué)習(xí)鳥類復(fù)雜的聲樂學(xué)習(xí)行為。”

“盡管如此，我們發(fā)現(xiàn)小鼠和人類中相同的FoxP2突變會(huì)導(dǎo)致對(duì)發(fā)聲測序的重疊影響。”

“特別是，在保留音節(jié)聲學(xué)結(jié)構(gòu)的背景下，我們看到音節(jié)序列的長度和復(fù)雜性的減少。”

科學(xué)家們還進(jìn)行了復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)分析，以驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)，他們的結(jié)論也是正確的。

在所有錄音結(jié)束后，該團(tuán)隊(duì)使用了一種稱為來自聲帶喉肌的跨突觸追蹤的過程來比較野生型和雜合子FOXP2小鼠的聲帶大腦區(qū)域。

該研究表明，雜合子的聲帶運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元在皮質(zhì)中的分布比野生型小鼠更廣泛。

這一證據(jù)表明，F(xiàn)OXP2突變影響與有效通訊相關(guān)的神經(jīng)元的位置和功能，從小鼠一直到人類。

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