Все мыши пищат, но некоторые обладают настоящим певческим талантом. Мышь тегуина, известная также как поющая мышь Алстона, обитает в туманных лесах Коста-Рики. За тысячи километров от этих мест, в лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL), учёные исследуют этих вокально одарённых млекопитающих, чтобы пролить свет на эволюцию голосовой коммуникации. Эти исследования также открывают перспективные пути для понимания аутизма, последствий инсульта и других нарушений речи.
От писка к песне: уникальные способности мышей Алстона
«Хотя привычный мышиный писк знаком каждому, у этих животных существует совершенно иная система общения – ультразвуковые вокализации (УВ)», — поясняет Аркаруп Банерджи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. УВ настолько высокочастотны и тихи, что человеку для их восприятия требуются специальные приборы. Совершенно иначе обстоит дело с мелодичными «песнями» мышей Алстона – их слышит большинство людей без всяких устройств.
Двойной язык: песни и ультразвук
Удивительно, но поющие мыши владеют и ультразвуковыми сигналами. Считается, что свои песни они используют для передачи информации на дальние расстояния. Как же физически реализуется такая коммуникация? И как мозг этих мышей, схожий по строению с мозгом обычных лабораторных сородичей, обеспечивает столь сложное поведение? Работа команды Банерджи даёт ответы на оба эти вопроса.
Эксперименты с гелием и механизм свиста
Сначала учёные разработали поведенческие тесты для классификации звуков поющих мышей. Эксперименты подтвердили: мыши Алстона применяют протяжные, громкие, ритмичные песни для дистанционного общения и ультразвук – для ближнего. Затем Банерджи провёл остроумный эксперимент с гелием, чтобы выяснить механизм звукоизвлечения: вибрация связок или воздушный поток. Результат оказался неожиданным. «И в ультразвуке, и в песнях высота тона возрастала. Это доказывает, что сигналы производятся по свистовому механизму», — с энтузиазмом отметил учёный.
Общий мозговой центр: ключ к эволюции
Аспирант Сяоюэ Майк Чжэн использовал специальные вирусы для воздействия на определённые зоны мозга мышей. Эти опыты принесли ещё более поразительное открытие. Оказалось, что мыши Алстона задействуют один и тот же участок мозга как для пения, так и для ультразвуковых сигналов. Более того, этот же участок используют обычные лабораторные мыши для повседневного общения! Это прорывное открытие даёт важнейшую подсказку к пониманию того, как эволюционировал мозг млекопитающих для поддержки сложного социального поведения. «Мы исследуем новую область – эволюцию поведения, — объясняет Банерджи. — Мы нашли общее звено. Теперь наша цель – обнаружить различия».
Исследования голосовой коммуникации в лаборатории Банерджи обещают помочь людям с тяжёлым аутизмом или афазией после инсульта, предлагая новые подходы к терапии. Полученные знания также могут вдохновить инженеров на совершенствование систем ИИ для точного распознавания слов и звуков.
Источник: scientificrussia.ru
