Nature | 灵活调整声音，有效传递情绪

与生俱来的声音，如大笑，尖叫或哭泣，会传达一个人的情绪给其他人。虽然调节鸟类和人类声音学习的神经回路和机制已经得到了很好的研究，但是先天声音是如何在社会环境中产生和调节的，在很大程度上还是未知的。最近，科学家们在雄性小鼠的大脑中发现了一个节点，可以调节它们在社交场合发出的声音。这一发现可以帮助人们识别人脑中类似的位置，更好地理解社会障碍。

咯咯笑和大笑之间有什么区别？因痛苦发出的尖叫和因害怕发出的尖叫间有区别吗？在包括人类在内的许多物种中，语音的音量和持续时间所传达的情绪信息对于有效的社会交流至关重要。

一项由美国斯克里普斯研究所（Scripps Research，美国一所大型私立生物医学研究机构，成立于1924年）领导的一组科学家在雄性小鼠的大脑中发现了一个节点，它可以调节小鼠们在社交场合发出的声音。该研究可以帮助识别人类大脑中的类似位置，并可能导致更好地理解自闭症或抑郁症等社会障碍。这一发现于2021年3月31日发表在《自然》“Nature”杂志上。

领导这项研究的斯克里普斯研究所教授、神经科学家Lisa Stowers博士，她说，:“识别这个节点为我们寻找人类行为出错时的信号提供了线索，并可以让我们了解情绪信息在大脑中是如何组织的，以及信息的不同特征是如何在大脑的不同区域分离出来的。”

作为求偶行为的一部分，雄性小鼠会“唱歌”——与生俱来的求爱超声波发声（ultrasonic vocalizations, USV）。这些复杂的口哨，人类的耳朵无法察觉，当雌性小鼠在附近或者她的气味更强烈时，声音就会更大、更长。研究人员在下丘脑（hypothalamus）的侧视前区发现了一种特殊类型的神经元，它控制着对这些声音的情绪调节。本文作者认为，下丘脑和边缘系统的其他部分控制着身体机能，如饥饿、口渴和温度调节，能够促进社会和性行为，因此，认为声音的情绪特征主要由下丘脑操控。
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图1：实验设计图

科学家通过直接刺激这些神经元的右侧节点可以触发所有的声音，这些声音就变成了小鼠时高时低，时短时长的“歌曲”。不同程度的刺激可以让他们控制声音的热情程度。当研究人员阻断这些节点时，雄性小鼠遇到雌性小鼠时，会试图无声地向她求爱。雌性小鼠的反应是踢雄性小鼠然后跑开。如果研究人员绕过这些节点，激活下游的下一个节点，雄鼠只会发出长而响亮的噪音。

图2：雄性小鼠在感觉或社交环境中灵活地调节超声波发声（USV）音节的数量、振幅和长度

Stowers说。“该发现提示我们，大脑的特性区域负责情绪的扩展和持续。如果一个人失去了这些，就失去了所有的影响力，所有的情绪反应，甚至是进行有效的社会沟通的能力。”

图3：USV去抑制电路模型。侧视前区（LPOA）去抑制可以衡量USV的力量和持续时间，可以对社会或感官环境做出灵活的反应。

最后，研究者指出，大多数关于大脑噪音产生的研究都集中在语言发展上。但即使是婴儿也能发出的声音——傻笑、哭泣、尖叫——不需要后天学习，它们对于交流同样至关重要。识别大脑是如何决定这些反应的，这是了解自闭症和抑郁症等社会行为障碍中哪里可能出错的第一步。该研究通过详细研究大脑中进行不同类型计算的部位。揭示出这种简单的行为是由下丘脑控制的，未来研究可以探讨其他行为是否也使用类似的回路，如果是这样，人们甚至可以寻找到不良情绪产生的共同机制，以及相应的药物靶点。

参考文献

Jingyi Chen, Jeffrey E. Markowitz, VarothLilascharoen, Sandra Taylor, Pete Sheurpukdi, Jason A. Keller, Jennifer R.Jensen, Byung Kook Lim, Sandeep Robert Datta, Lisa Stowers. Flexible scaling and persistence of social vocal communication. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03403-8

Scripps Research Institute.(2021, March 31). Newly discovered node in brain could expand understanding ofdysfunctional social behavior. ScienceDaily. Retrieved April 1, 2021from www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210331143134.htm