Учёные ставят под сомнение полезность мышей для изучения основ вокального научения

Человеческий язык уникален своей способностью обозначать объекты, события и идеи. Комбинация слогов и слов позволяет генерировать бесконечное число выражений. Важной предпосылкой для языка является способность имитировать звуки, то есть сохранять полученную акустическую информацию и использовать её для собственного вокализационного производства. Корковые структуры мозга играют в этом решающую роль. Хотя певчие птицы и некоторые морские млекопитающие способны к такому вокальному научению, у наземных млекопитающих этому очень мало доказательств — даже у наших ближайших родственников, шимпанзе. Вокальное производство у приматов, не являющихся людьми, в основном ограничено врождённым репертуаром звуков.

В последние годы для объяснения основ вокального научения всё большее внимание привлекали мыши. Они более тесно связаны с людьми, чем птицы или дельфины, часто вокализируют, и существует множество так называемых «мышиных моделей», где определённые гены можно целенаправленно манипулировать. Кроме того, были некоторые свидетельства, что мыши в определённой степени могут быть способны к вокальному научению.

В своём недавно опубликованном исследовании Юлия Фишер и Курт Хаммершмидт из Немецкого центра приматов (DPZ) в Гёттингене вместе с коллегами из Института биофизической химии Макса Планка показали, что мыши менее пригодны для изучения основ вокального научения, чем предполагалось ранее. Животные, которые из-за генетического дефекта не имеют коры головного мозга, не отличаются от здоровых мышей своей вокализацией («пением»). Их вокализации, таким образом, контролируются эволюционно более древними областями мозга и не зависят от корковой обработки (опубликовано в Scientific Reports).

Одним из самых насущных вопросов эволюции человека является возникновение языка. Мы можем имитировать слова и учиться использовать их в определённых подходящих ситуациях. Как для обработки звуков высшего порядка, так и для планирования вокализаций кора головного мозга необходима. Существуют многочисленные исследования певчих птиц, летучих мышей и, всё чаще, мышей, которые касаются основ вокального научения. Однако исследования на мышах в настоящее время противоречивы: ранее оспаривалось, способны ли мыши изменять свою вокализацию благодаря имитации или научению.

Вместе с Грегором Айхеле и Габриэлой Уилан из Института биофизической химии Макса Планка Юлия Фишер и Курт Хаммершмидт из Немецкого центра приматов изучили ультразвуковые звуки мышей, у которых из-за генетического дефекта не было коры головного мозга, и сравнили их со звуками их братьев и сестёр с нормальным мозгом.

Исследователи сосредоточились на двух характерных вокализациях мышей.

1. Они изучили так называемые изоляционные крики, которые возникают, когда детёнышей мышей отделяют от матери. Поскольку эти крики издавали девятидневные мыши, которые ещё не были способны слышать, Фишер и её коллеги не были удивлены, что крики мышей без коры головного мозга не отличались от криков контрольных мышей.
2. Они изучили «пение» взрослых самцов, которое используется для привлечения самок. Тот факт, что не было разницы ни в возникновении криков, ни в акустическом качестве песен, издаваемых самцами с корой головного мозга и без неё, стал для учёных довольно неожиданным открытием.

«По-видимому, вокализация мышей контролируется эволюционно более древними областями мозга», — говорит Юлия Фишер, руководитель лаборатории когнитивной этологии Немецкого центра приматов. В отличие от людей, кора головного мозга не так важна в голосовой коммуникации мышей.

«Мыши, следовательно, менее пригодны для изучения механизмов, поддерживающих вокальное научение», — заключила она. «Тем не менее, мы считаем, что они являются ценными моделями для изучения генетических основ социального поведения», — добавила она.