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與生俱來的聲音，如大笑，尖叫或哭泣，會傳達(dá)一個人的情緒給其他人。雖然調(diào)節(jié)鳥類和人類聲音學(xué)習(xí)的神經(jīng)回路和機(jī)制已經(jīng)得到了很好的研究，但是先天聲音是如何在社會環(huán)境中產(chǎn)生和調(diào)節(jié)的，在很大程度上還是未知的。最近，科學(xué)家們在雄性小鼠的大腦中發(fā)現(xiàn)了一個節(jié)點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)它們在社交場合發(fā)出的聲音。這一發(fā)現(xiàn)可以幫助人們識別人腦中類似的位置，更好地理解社會障礙。
咯咯笑和大笑之間有什么區(qū)別？因痛苦發(fā)出的尖叫和因害怕發(fā)出的尖叫間有區(qū)別嗎？在包括人類在內(nèi)的許多物種中，語音的音量和持續(xù)時間所傳達(dá)的情緒信息對于有效的社會交流至關(guān)重要。一項(xiàng)由美國斯克里普斯研究所（Scripps Research，美國一所大型私立生物醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)，成立于1924年）領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家在雄性小鼠的大腦中發(fā)現(xiàn)了一個節(jié)點(diǎn)，它可以調(diào)節(jié)小鼠們在社交場合發(fā)出的聲音。該研究可以幫助識別人類大腦中的類似位置，并可能導(dǎo)致更好地理解自閉癥或抑郁癥等社會障礙。這一發(fā)現(xiàn)于2021年3月31日發(fā)表在《自然》“Nature”雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的斯克里普斯研究所教授、神經(jīng)科學(xué)家Lisa Stowers博士，她說，:“識別這個節(jié)點(diǎn)為我們尋找人類行為出錯時的信號提供了線索，并可以讓我們了解情緒信息在大腦中是如何組織的，以及信息的不同特征是如何在大腦的不同區(qū)域分離出來的?！?/span>作為求偶行為的一部分，雄性小鼠會“唱歌”——與生俱來的求愛超聲波發(fā)聲（ultrasonic vocalizations, USV）。這些復(fù)雜的口哨，人類的耳朵無法察覺，當(dāng)雌性小鼠在附近或者她的氣味更強(qiáng)烈時，聲音就會更大、更長。研究人員在下丘腦（hypothalamus）的側(cè)視前區(qū)發(fā)現(xiàn)了一種特殊類型的神經(jīng)元，它控制著對這些聲音的情緒調(diào)節(jié)。本文作者認(rèn)為，下丘腦和邊緣系統(tǒng)的其他部分控制著身體機(jī)能，如饑餓、口渴和溫度調(diào)節(jié)，能夠促進(jìn)社會和性行為，因此，認(rèn)為聲音的情緒特征主要由下丘腦操控。
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圖1：實(shí)驗(yàn)設(shè)計圖科學(xué)家通過直接刺激這些神經(jīng)元的右側(cè)節(jié)點(diǎn)可以觸發(fā)所有的聲音，這些聲音就變成了小鼠時高時低，時短時長的“歌曲”。不同程度的刺激可以讓他們控制聲音的熱情程度。當(dāng)研究人員阻斷這些節(jié)點(diǎn)時，雄性小鼠遇到雌性小鼠時，會試圖無聲地向她求愛。雌性小鼠的反應(yīng)是踢雄性小鼠然后跑開。如果研究人員繞過這些節(jié)點(diǎn)，激活下游的下一個節(jié)點(diǎn)，雄鼠只會發(fā)出長而響亮的噪音。
圖2：雄性小鼠在感覺或社交環(huán)境中靈活地調(diào)節(jié)超聲波發(fā)聲（USV）音節(jié)的數(shù)量、振幅和長度Stowers說。“該發(fā)現(xiàn)提示我們，大腦的特性區(qū)域負(fù)責(zé)情緒的擴(kuò)展和持續(xù)。如果一個人失去了這些，就失去了所有的影響力，所有的情緒反應(yīng)，甚至是進(jìn)行有效的社會溝通的能力?！?br>
圖3：USV去抑制電路模型。側(cè)視前區(qū)（LPOA）去抑制可以衡量USV的力量和持續(xù)時間，可以對社會或感官環(huán)境做出靈活的反應(yīng)。最后，研究者指出，大多數(shù)關(guān)于大腦噪音產(chǎn)生的研究都集中在語言發(fā)展上。但即使是嬰兒也能發(fā)出的聲音——傻笑、哭泣、尖叫——不需要后天學(xué)習(xí)，它們對于交流同樣至關(guān)重要。識別大腦是如何決定這些反應(yīng)的，這是了解自閉癥和抑郁癥等社會行為障礙中哪里可能出錯的第一步。該研究通過詳細(xì)研究大腦中進(jìn)行不同類型計算的部位。揭示出這種簡單的行為是由下丘腦控制的，未來研究可以探討其他行為是否也使用類似的回路，如果是這樣，人們甚至可以尋找到不良情緒產(chǎn)生的共同機(jī)制，以及相應(yīng)的藥物靶點(diǎn)。
Jingyi Chen, Jeffrey E. Markowitz, VarothLilascharoen, Sandra Taylor, Pete Sheurpukdi, Jason A. Keller, Jennifer R.Jensen, Byung Kook Lim, Sandeep Robert Datta, Lisa Stowers. Flexible scaling and persistence of social vocal communication. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03403-8Scripps Research Institute.(2021, March 31). Newly discovered node in brain could expand understanding ofdysfunctional social behavior. ScienceDaily. Retrieved April 1, 2021from www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210331143134.htm
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