Мыши поют как певчие птицы, чтобы привлечь партнёров

Согласно новому исследованию Университета Дьюка, опубликованному 1 апреля в Frontiers of Behavioral Neuroscience, самцы мышей издают удивительно сложные песни для соблазнения самок, подобно певчим птицам.

Более 50 лет известно, что мыши поют, то есть издают так называемые «ультразвуковые вокализации» (USVs) — звуки настолько высокой частоты, что люди их не слышат.

Эти вокализации известны в дикой природе, когда детёныш мыши зовёт мать. USVs становятся сложнее по мере взросления мышей. Исследователи всё ещё пытаются расшифровать эти песни и определить, как они различаются в разных социальных ситуациях.

Новые результаты дополняют доказательства того, что, хотя мыши имеют более ограниченную способность изменять свои песни по сравнению с певчими птицами, они могут быть полезны для исследований в понимании некоторых особенностей голосовой коммуникации и её нарушений, — сказал соавтор Эрик Джарвис, доцент нейробиологии в Университете Дьюка и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза.

Постдок Джонатан Шабо помещал взрослых самцов мышей в разные социальные контексты и в сотрудничестве с Дэвидом Дансоном и Абхра Саркаром из Департамента статистических наук Дьюка разработал новый вычислительный подход для анализа мышиных песен.

Основываясь на анализе брачных песен самцов певчих птиц, команда изучила динамику между различными слогами в мышиной песне, определённой как серия высказываний или слогов, соединённых вместе, иногда с определённым темпом.

Команда обнаружила, что самцы поют более сложные и громкие песни, когда чувствуют запах мочи самки, но не видят её. Для сравнения, песни становятся длиннее и проще, когда самцы поют непосредственно самке в её присутствии.

«Мы думаем, что это связано с тем, что сложная песня похожа на призывную, а когда он видит самку, он переключается на более простую песню, чтобы сэкономить энергию для погони и одновременных попыток ухаживания», — сказал Джарвис, который также является членом Института наук о мозге Дьюка.

«Меня удивило, насколько сильно меняются эти песни в разных социальных контекстах, учитывая, что они считаются врождёнными, — добавил Джарвис. — Понятно, что способность мыши к вокализации гораздо более ограничена, чем у певчей птицы или человека, и тем не менее примечательно, что мы можем найти эти различия в сложности песни».

В рамках данной песни мыши производят определённые паттерны, а не случайные последовательности слогов, сказал Шабо.

Большинство самок мышей предпочитали проводить время у динамиков, воспроизводящих сложные мелодии. Тот факт, что самки по-разному реагировали на разные песни, дополнительно укрепляет вывод группы о том, что эти различные призывы несут смысл, сказал Шабо.

Учёные планируют исследовать роль различных генов и областей мозга в создании песен.

Исследователи пока не уверены, насколько мыши могут научиться изменять свои песни, а не выбирать из фиксированных паттернов. Джарвис сказал, что ответ будет важен для изучения расстройств аутистического спектра, которые частично характеризуются дефицитом социальной коммуникации и, предположительно, нарушениями в нейронных цепях, контролирующих обученное поведение.

«Вот почему мы и другие учёные со всего мира изучаем мышей, чтобы проверить пределы вокального обучения и пластичности», — сказал Джарвис.

Исследователи загрузили свои записи в «MouseTube» — растущий репозиторий, созданный учёными Института Пастера в Париже, который, как ожидается, будет содержать USVs со всего мира, от разных линий и в разных экспериментальных контекстах. (Конкретная мышь, использованная в новом исследовании, уже была известна учёным как более вокальная, чем другие.)

«Мы надеемся помочь другим исследователям изучать USVs, — сказал Шабо. — И мы предлагаем новый способ динамического анализа».