Ученые раскрыли у мышей необычные музыкальные способности

С помощью генных маркеров учёные подсвечивали нейроны коры головного мозга, задействованные во время вокальных упражнений мыши

С помощью генных маркеров учёные подсвечивали нейроны коры головного мозга, задействованные во время вокальных упражнений мыши
(иллюстрация Gustavo Arriaga, Erich Jarvis).

Обыкновенные мыши после помещения их на площадку (А) в течение первых 30 минут изучали вольер, после чего не переходили на половину, где играла музыка (B)

Обыкновенные мыши после помещения их на площадку (А) в течение первых 30 минут изучали вольер, после чего не переходили на половину, где играла музыка (B)
(иллюстрация Eun-Jin Yang et al).

С помощью генных маркеров учёные подсвечивали нейроны коры головного мозга, задействованные во время вокальных упражнений мыши
Обыкновенные мыши после помещения их на площадку (А) в течение первых 30 минут изучали вольер, после чего не переходили на половину, где играла музыка (B)

Не так давно ученые выяснили, что пение является важным элементом брачного поведения мышей. К счастью для нас, эти любовные серенады не воспринимаются человеческим ухом, так как находятся в диапазоне частот от 50 до 100 килогерц.

На этой неделе были опубликованы результаты сразу двух исследований, расширяющих представление биологов о музыкальных способностях грызунов. Ученые из университета Дьюка (Duke University) обнаружили, что мыши обладают звуковой памятью и могут заучивать сложные мелодии и даже петь хором! А их коллеги из Гарвардского университета (Harvard University) выяснили, что формирование музыкальных пристрастий у зверьков и людей очень похоже.

Способность разучивать вокальные партии встречается в природе не так часто. Известно, что запоминать и воспроизводить высоту и последовательность звуков помимо человека могут певчие птицы, киты, тюлени, слоны и летучие мыши.

Теперь необходимые для этого структуры головного мозга и поведенческие черты обнаружены у мышей. Группа под руководством Эриха Джарвиса (Erich Jarvis) помещала в одну клетку двух самцов, обладающих голосом разной высоты, и одну самку. Как сообщается в статье в журнале PLoS ONE, через два месяца совместного проживания хвостатые ухажеры начинали петь в унисон. При этом младший из них подстраивал свой голос под частоту старшего соперника.

Для того чтобы проследить, как этот процесс отражается на работе нервной системы, исследователи использовали генные маркеры. Они подсвечивали нейроны моторной зоны коры головного мозга, задействованные во время вокальных упражнений мыши. Повреждение этих нейронов привело к тому, что мыши не могли воспроизводить высоту и последовательность звуков. Тот же самый эффект был выявлен у мышей с поврежденным слухом.

С помощью специальных трассирующих инъекций ученые смогли проследить передачу нервного импульса от коры в ствол головного мозга, а затем на мышцы гортани. "Наши результаты показывают, что мыши обладают теми способностями, которые ученые связывают с вокальным обучением, — говорит Джарвис в пресс-релизе университета. – Эти функции развиты у них в меньшей степени, чем у людей и птиц, но раньше было принято считать, что они отсутствуют вовсе".

Теперь команда Джарвиса занята поисками в мозге мышей специфических генов, отвечающих за сложное вокальное поведение. До сих пор подобные генетические особенности находили только у певчих птиц и людей.

Не менее удивительные способности грызунов обнаружила Юнь-Цзинь Ян (Eun-Jin Yang) и ее коллеги из Гарварда. Их работа, опубликованная в журнале PNAS, может объяснить, как формируются музыкальные пристрастия у людей.

Эксперты выяснили, что если давать молодым мышам слушать музыку, они преодолевают свои природные инстинкты, заставляющие их селиться в тихом месте.

Исследователи разделили подопытных животных на две группы. Одна половина в возрасте от 15 до 24 дней слушала первую и девятую симфонии Бетховена, а так же бразильскую музыку босанова. Через некоторое время мышей помещали на специальную площадку, где было подготовлено два места для создания гнезда – в тихом углу и рядом с источником музыки. 

Обыкновенные мыши (как молодые, так и более взрослые) некоторое время изучали пространство, после чего неизменно выбирали спокойный угол. После этого они практически никогда не заходили на ту половину вольера, где звучала музыка. Но их сородичи, знакомые с творчеством Бетховена, выбирали противоположное гнездо.

Во второй части работы ученые проверили, как воздействует на взрослых мышей вальпроевая кислота. Этот противоэпилептический препарат возвращал мозгу животных пластичность, свойственную молодым мышам. В итоге такие грызуны демонстрировали явное предпочтение музыкальной части площадки.

Поведение мышей свидетельствует о том, что в определенные периоды психологического развития мозг настраивается на ту звуковую обстановку, в которой пребывает животное. Исследователи полагают, что похожие процессы происходят и у людей. Работа команды Юнь-Цзинь Ян показывает, что даже незначительные, казалось бы, события, происходящие в период развития ребенка, могут привести к появлению поведенческих черт в его дальнейшей жизни.