Нейроны, которые смеются

Вокальные звуки, которые мы издаем, например — смех, плач и лепет младенцев—обладают тем же ритмическим качеством, что и звуки, издаваемые многими млекопитающими, певчими птицами и даже некоторыми видами рыб. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили,  небольшое скопление нейронов в стволе головного мозга, которое синхронизирует подобную врожденную вокализацию с дыханием. Это может пролить свет на то, почему дети с расстройством аутистического спектра испытывают проблемы с речью. Новая работа опубликована в журнале Neuron.


«Просто для чтобы засмеяться или закричать, тело должно скоординировать около 100 различных мышц в ритмическом ритме за один вдох, — говорит Кевин Якл из Университета Калифорнии в Сан-Франциско, старший автор статьи. —  Мы обнаружили нейроны, которые при активации дают нам эту бессознательную способность».

Широко распространено мнение, что многие животные, включая людей, обладают врожденным контролем над дыханием — для этого вам не нужно сознательно использовать свой мозг.  Этим ведают особые нейроны ствола мозга. Якл и его команда подозревали, что такой же контроль стволом мозга  существует и для врожденных вокализаций.

Для подтверждения существование этой нейронной цепочки, Якл и его команда изучили звуки, издаваемые детенышами мышей, когда их разлучали с матерями. Крики машат  имели узнаваемый рисунок, связанный с определенными мышечными движениями. Затем исследователи определили, какие клетки в стволе головного мозга отвечают за этот ритм, который оказался ранее неизвестной схемой, которая, по-видимому, контролирует дыхание и координирует мышцы, необходимые для производства вокальных звуков.

Выявление этой системы позволит ученым задать новые вопросы о том, как мы говорим и почему у некоторых людей возникают проблемы с этим.

Новый взгляд на патологии речи

«Возможно, когда мы учимся говорить, мы учимся либо обходить эту систему, либо напрямую управлять ею, — сказал Якл. – Изменения в коннектоме этой системы, генерирующей паттерны, может вызвать патологию речи».

Группа Якла обратила особое внимание на работы, свидетельствующие о том, что в раннем возрасте дети с расстройствами аутистического спектра издают звуки иного рода, чем здоровые сверстники. Затем оказывается, что некоторые дети с аутизмом либо не могут говорить, либо испытывают трудности с воспроизведением и пониманием тонов и ритмов речи.

Такие речевые патологии часто рассматриваются как неспособность научиться говорить, считает Якл. Он переворачивает эту точку зрения с ног на голову, спрашивая, связаны ли проблемы с речью не столько с обучением, сколько с тем, как мозг управляет речью.

«Ребенок может слышать и изучать язык, но, если система, которая позволяет ему озвучивать, каким-то образом отличается, он просто не сможет координировать дыхание и работу мышц для того, чтобы издавать звуки», — сказал он.  — Если бы мыу знали, чем отличается эта система, это могло бы изменить то, как мы должны учить некоторых людей говорить».


Текст: Алексей Паевский

A novel reticular node in the brainstem synchronizes neonatal mouse crying with breathing

Wei, Xin Paul et al. Neuron, 2022, DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2021.12.014

C лечением аутизма не все чисто

В одном из выпусков журнала Pediatrics за 2017 год вышло сразу три материала, которые посвящены некоторым методам лечения аутизма, ставших популярными в последние годы (подробнее…

Виртуальная реальность для людей с аутизмом

Дефицит общения и трудности в регулировании мыслей и эмоций могут привести к социальной изоляции и низкой самооценке. Дети с расстройствами аутистического спектра (РАС) развили социально-когнитивные…

«Нейронауке без клиницистов не разобраться в шизофрении»

Несколько месяцев назад российская научная группа молекулярных биологов и психиатров получила грант Российского научного фонда. Новый проект будет посвящен исследованию такого сильно мифологизированного заболевания, как…

«Новая» генетика: как мозг «выбирает» между генами матери и отца

Многие дети говорят, что любят одинаково маму и папу, но даже в этом случае бывает такое, что всё-таки предпочитают кого-то одного. То же можно сказать…

Аутизм и вазопрессин: больше или меньше?

Недавнее небольшое клиническое испытание показало, что повышение в крови уровня гормона вазопрессина (который, в числе прочего, отвечает за чувство привязанности) у детей с расстройствами аутистического…

Аутизм и фекальная трансплантация: небольшое исследование

Небольшое исследование, проведённое неврологами из Университета Огайо, показывает, что детям с тяжёлыми формами аутизма может помочь… фекальная трансплантация. Причём, не только с желудочно-кишечными симптомами, но…

Аутизм может начинаться в кишечнике

Генетические мутации, которые происходят как в мозге, так и в кишечнике, могут стать причиной расстройств аустистического спектра (РАС). Исследователи обнаружили, что одна мутация влияет и…

Аутизм на фМРТ

Нейробиологи, кажется, сумели найти способ диагностировать расстройства аутистического спектра (РАС) при помощи функциональной магнитнорезонансной томографии (подробнее об этом методе можно прочитать в нашей отдельной статье)….

Аутизм – аутоиммунное заболевание?

Первое доказательство некоей связи между расстройствами аутистического спектра и иммунными клетками головного мозга удалось получить исследователям из Бостона. Неврологи из Медицинского центра диаконессы Бет Израэль…

Аутизм: 50 оттенков одного заболевания

Термин «расстройство аутистического спектра» регулярно использовался ещё до выхода последней версии международного диагностического и статистического руководства по психическим расстройствам DSM-5. Само же нарушение, скорее всего,…