蝙蝠以声纳导航而闻名。它们用极其灵敏的听觉来定位,发出超声波噪音,并根据回声接收周围环境的图像。西巴短尾蝠(Carollia perspicillata例如,它通过回声定位系统找到自己喜欢吃的水果。与此同时,蝙蝠也用它们的声音在较低的频率范围内与同类的其他成员交流。Seba的短尾蝙蝠为了达到这个目的,使用了一种只有鸣禽和人类才有的声音范围。和人类一样,它们通过喉部发声。
歌德大学细胞生物学和神经科学研究所的神经科学家Julio C. Hechavarria和他的团队一起研究了Seba短尾蝙蝠发声前的大脑活动。爱博网投领导者科学家们能够识别出一组神经细胞,它们在大脑内部创造了从额叶到纹状体的回路。当这个神经回路发出有节奏的信号时,蝙蝠会在半秒后发出声音。节奏的类型似乎决定了蝙蝠是要发出回声定位还是交流的声音。
由于几乎不可能在半秒内做出预测,法兰克福的研究人员训练了一台计算机来测试他们的假设:计算机分别分析记录的声音和神经节律,并试图利用不同的节奏做出预测。结果是:在对回声定位和交流发声的预测中,计算机的正确率约为80%。当考虑到来自额叶的信号时,预测特别准确,额叶在人类中与行动计划等功能有关。
法兰克福大学的科学家们认为,他们在蝙蝠大脑中观察到的节律与经常从人类头皮上记录下来的神经节律相似,并得出结论,大脑节律可能与哺乳动物的声音产生有关。
Julio Hechavarria:“50多年来,蝙蝠一直是研究大脑如何处理听觉刺激和人类语言如何发展的动物模型。这是第一次,我们能够展示蝙蝠在发声过程中大脑区域之间的交流距离。与此同时,我们知道相应的大脑网络受损的个体,例如,由于帕金森病而口吃或由于图雷特综合症而发出不自主的噪音。因此,我们希望通过继续研究蝙蝠的发声行为,我们可以为更好地理解这些人类疾病做出贡献。”
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