En robot lär sig att föreställa sig sig själv: Ingenjörer bygger en robot som lär sig förstå sig själv, snarare...

Ny hjärnstamskrets ger upphov till vokaliseringens rytmer

Människors sångljud – skrattande, gråtande och småpratande – har samma rytmiska kvalitet som ljuden från många däggdjur, sångfåglar och till och med vissa fiskarter. Forskare vid UC San Francisco har upptäckt att ett litet kluster av nervceller i hjärnstammen inte bara reglerar tempot utan också koordinerar vokalisering med andning.

“Bara för att skratta eller skrika måste kroppen koordinera omkring 100 olika muskler i ett rytmiskt mönster inom ett enda andetag”, säger Kevin Yackle, MD, PhD, en Sandler Faculty Fellow och senior författare till studien publicerad online 7 januari, 2022, in Nervcell. “Vi upptäckte nervcellerna som, när de slås på, ger oss denna omedvetna förmåga.”

Det har varit allmänt förstått att många djur, inklusive människor, har medfödd kontroll över andningen – du behöver inte använda din hjärna för att göra det. Yackle och hans team misstänkte att samma kontroll finns för medfödda vokaliseringar.

För att bekräfta existensen av denna hjärnkrets studerade Yackle och hans team ljuden som gjordes av babymöss när de skildes från sina mödrar. Bebisens gråt hade ett igenkännbart mönster förknippat med specifika muskelrörelser. Forskarna bestämde sedan vilka celler i hjärnstammen som var ansvariga för denna rytm, som visade sig vara en tidigare okänd krets som verkar kontrollera andningen och koordinera de muskler som behövs för att producera röstljuden.

Att identifiera detta system kommer att göra det möjligt för forskare att ställa nya frågor om hur vi talar och varför vissa människor har problem med att göra det.

Ett nytt perspektiv på talsjukdomar

“Det kan vara så att när vi lär oss att tala så lär vi oss att antingen kringgå det här systemet eller att direkt styra det,” sa Yackle. “Ändrade ledningar i detta mönstergenererande system kan orsaka talsjukdomar.”

Yackle och hans team är fascinerade av studier som tyder på att barn med autism tidigt i sina liv producerar olika typer av ljud än andra barn gör. Vissa barn med autism är antingen oförmögna att tala eller har svårt att producera och förstå talets toner och rytmer.

Yackle och hans team är fascinerade av studier som tyder på att barn med autism tidigt i sina liv producerar olika typer av ljud än andra barn gör. Vissa barn med autism är antingen oförmögna att tala eller har svårt att producera och förstå talets toner och rytmer.

Sådana talsjukdomar ses ofta som en oförmåga att lära sig prata, sa Yackle. Han vänder på det perspektivet och frågar om talproblemen handlar mindre om inlärning och mer om hjärnkretsen som styr tal.

“Ett barn kan höra och lära sig språk, men om systemet som tillåter dem att vokalisera är annorlunda på något sätt, kanske de helt enkelt inte kan koordinera andningen och rörelserna för att göra ljuden,” sa han. “Om vi ​​vet hur det systemet är annorlunda, kan det förändra hur vi skulle lära vissa människor att tala.”

Denna forskning stöddes delvis av NIH-anslag F30AI147364, T32GM007618, T32AI007334, R01AR077553 och R01AR071944.

Berättelsekälla:

Material tillhandahålls av University of California – San Francisco. Original skrivet av Robin Marks. Obs! Innehållet kan redigeras för stil och längd.