柏林马克斯德尔布吕克中心的一个研究小组发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现,脑干中的一组神经元细胞可以协调小老鼠的呼气和喉部肌肉的紧张,没有这些细胞,小老鼠就不会说话。人类婴儿的哭声很可能依赖于类似的联系,而这种联系也可能因语言障碍而受到损害。
几乎在出生后,与母亲分离的幼鼠就能够发出呼叫来召唤她。这些叫声的产生需要用力呼气和拉紧喉部肌肉,这需要两个肌肉群的协调活动。根据亥姆霍兹协会 (MDC) 马克斯德尔布吕克分子医学中心 Carmen Birchmeier 实验室的一项研究,这是通过脑干中的神经元实现的。
在一系列实验中,研究人员表明,孤束核(NTS)的细胞与控制腹部肌肉张力(使呼气有力)和喉部肌肉的细胞相关。细胞核还接收来自声带、舌头和肺部的感觉信息。在发声过程中,它协调感觉输入和运动输出。然而,如果转录因子 Olig3 或 Tlx3 的基因发生突变,这个特定细胞核中的神经细胞就无法在胎儿中正常成熟。没有它,幼崽出生后就无法发声。
母亲忽视沉默的后代
新生小鼠需要靠近母亲才能生存。一旦新生的幼鼠逃离安全的巢穴,它就会发出四到六次频率为 75 kHz 的叫声。这些声音是人耳听不到的。在每次叫声中,新生小鼠都会深深地呼气。母亲立即做出反应,寻找丢失的小狗并将其与其他幼崽团聚。即使是录制的超声波电话也会促使她寻找她的后代。如果陷入困境的小老鼠无法发出这些叫声,那么母亲就无法做出回应。
“我们怀疑这些叫声是一种进化上保守的信号,表明后代的健康状况,”卡门·伯奇梅尔说。第一作者路易斯·埃尔南德斯-米兰达说:“静音小鼠也是研究发声对于母亲和婴儿之间互动重要性的模型。”