Все мыши пищат, но некоторые из них умеют петь. Мышь тегуина, или поющая мышь Алстона, родом из туманных лесов Коста-Рики. Более чем в 3000 км к северу нейробиологи из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) изучают этих музыкально одарённых млекопитающих, чтобы лучше понять эволюционное происхождение вокальной коммуникации. Исследование также дополнет наши знания об инсульте, аутизме и других расстройствах, влияющих на речь.
«Хотя большинству из нас знаком мышиный писк, у них есть совершенно другая система коммуникации, называемая ультразвуковыми вокализациями (УВ)», — говорит доцент Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Аркаруп Банерджи. Ультразвуковые вокализации настолько высокочастотные и тихие, что мы можем услышать их только с помощью специальных устройств. Этого нельзя сказать о «песнях» поющих мышей Алстона. Большинство из нас может отчётливо их слышать.
Примечательно, что поющие мыши также могут общаться с помощью ультразвуковых сигналов. Считается, что они поют, чтобы передавать информацию на большие расстояния. Но как физически происходит такая коммуникация? Как мозг поющих мышей, который по своим характеристикам сравним с мозгом обычных лабораторных мышей, обеспечивает такое сложное поведение? Исследование Банерджи, опубликованное в Current Biology, отвечает на оба вопроса.
Сначала Банерджи и его команда разработали поведенческий тест, чтобы охарактеризовать различные звуки, которые могут издавать поющие мыши. Тесты подтвердили, что мыши Алстона используют длинные, громкие, ритмичные песни для общения на расстоянии и ультразвуковые сигналы для общения вблизи. Затем Банерджи дал мышам гелий, чтобы проверить, издают ли они песни, вибрируя голосовыми связками или выдувая воздух. Этот трюк дал неожиданные результаты. «Как при ультразвуке, так и в песнях высота тона повышалась. Таким образом, мы точно знаем, что сигналы издаются с помощью свистового механизма», — пояснил ученый.
Аспирант Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Сяоюэ Майк Чжэн использовал специальные вирусы, чтобы воздействовать на определённые участки мозга мышей. Эти тесты выявили нечто ещё более удивительное. Оказалось, что мыши Алстона используют один и тот же участок мозга для пения и ультразвуковых сигналов. И это тот же участок мозга, который обычные лабораторные мыши используют для повседневного общения. Это открытие даёт важную подсказку в разгадке тайны того, как эволюционировал мозг млекопитающих, чтобы обеспечить такое сложное поведение, как социальные взаимодействия. «Мы пытаемся разобраться в новой области — эволюции поведения, — объясняет Банерджи. — Мы нашли то, что объединяет. Теперь мы ищем различия».
Исследования лаборатории Банерджи в области голосовой коммуникации могут помочь людям с тяжёлой формой аутизма или афазией, вызванной инсультом. Открытия могут быть полезны инженерам в усовершенствовании ИИ для распознавания конкретных слов и звуков.
[Фото: Banerjee lab/CSHL]
