在哺乳动物的复杂行为中,发声(Vocalization)不仅是交流的媒介,更是感觉与运动系统高度协同的产物。长期以来,神经科学界普遍认为发声行为主要受脑干及中脑的中央灰质(PAG)等边缘系统结构控制。然而,最新发表在《Communications Biology》上的一项研究表明,听觉皮层(Auditory Cortex)在这一过程中扮演了远比预期更为核心的调控角色。
研究团队通过在大鼠模型中进行精细的神经环路操纵,深入探讨了听觉皮层如何影响发声的持续时间。实验利用光遗传学技术(Optogenetics)对大鼠听觉皮层进行实时干预,结果显示,当抑制听觉皮层的神经活动时,大鼠的发声时长表现出显著的改变。这一发现证实了听觉皮层不仅是声音的“接收器”,更是发声运动输出的“调节器”。
为了进一步解析其神经机制,研究人员结合了体内多通道电生理记录技术。数据分析揭示,听觉皮层神经元在发声过程中表现出特定的放电模式,且这些放电活动与发声的起始与终止时间高度相关。研究进一步追踪了神经投射路径,发现听觉皮层通过下行通路与脑干发声控制中心存在直接或间接的解剖连接,从而实现对发声时长的精确“门控”。
该研究不仅拓展了我们对听觉皮层功能的认知,即其在感觉运动整合(Sensorimotor Integration)中具有双向调控能力,还为理解人类语言障碍及听觉反馈受损相关的神经病理机制提供了重要的动物模型参考。通过对这一神经环路的深入剖析,科学家们有望在未来开发出针对发声障碍的精准神经调控策略。
Journal Reference: Auditory cortex modulates call duration in rats. Communications Biology. doi: 10.1038/s42003-024-06000-x