Нейробиологи из лаборатории Колд-Спринг-Харбор изучили певчих мышый Олстона (Scotinomys teguina), чтобы выяснить, как у животных и у людей эволюционировала способность к сложному голосовому общению. Исследование было опубликовано в журнале Current Biology.
Секреты певчих мышей: как их мозг создает песни
В лесах Коста-Рики живут певчие мыши Олстона. Они издают не просто писк, а сложную, ритмичную, слышимую человеческому уху трель, больше похожую на птичьи песни. Ученые изучили их и выяснили, как эволюционировала способность к сложному голосовому общению.
Banerjee lab/Cold Spring Harbor Laboratory
Сперва ученые решили разобраться с тем, как именно общаются эти мыши. Оказалось, что у них есть два языка:
- Громкие песни, слышимые человеческому уху. Специалисты предполагают, что они нужны, чтобы общаться на больших расстояниях в густом лесу.
- Ультразвуковые вокализации. Как и обычные лабораторные мыши, певчие общаются на сверхвысоких частотах, которые мы не улавливаем. Эти же звуки используются для общения на близком расстоянии.
Чтобы понять, как мыши издают эти звуки, ученые провели эксперимент — они дали грызунам гелий. Вы наверняка знаете, как меняется голос человека, вдохнувшего газ — он становится тонкий и писклявый. Это происходит из-за того, что гелий легче воздуха, и звуковые волны распространяются быстрее. Но этот эффект для звуков, которые рождаются свистом, работает по-другому. Газ повышает не только тембр, но и саму высоту тона.
Графическая аннотация к исследованию
У мышей, подышавших гелием, повысилась и высота их песен, и высота ультразвуковых писков. Это значит, что оба языка этих грызунов рождаются одним и тем же физическим механизмом — свистом, а не вибрацией связок, как у человека.
Затем ученые решили выяснить, что в этот момент происходит в голове мыши. Для этого с помощью специальных вирусов ученые точечно отключали определенные крошечные участки мозга и смотрели, как это повлияет на их пение.
Оказалось, что один и тот же участок мозга у певчих мышей отвечает и за исполнение громких песен, и за ультразвуковое общение. Более того, он оказался тем же самым, что и у обычных лабораторных грызунов.
Это значит, что эволюция не создавала пение с нуля, а модифицировала и усложнила уже существующую нейронную схему. Следующий шаг исследователей — найти, какие именно цепи, гены или нейроны позволили превратить простой свист в красивую песню.