Исследование: мозг умеет делать так, чтобы разговор не мешал вам дышать

Недавно обнаруженная цепь контролирует два важнейших аспекта вокализации: сужение гортани (голосовых связок) и выдыхание воздуха. Эта цепь работает под управлением области ствола мозга, которая регулирует ритм дыхания, обеспечивая приоритет дыхания.

«Когда нужно вдохнуть, вокализация должна прекратиться», — объясняет Фань Ванг, старший автор исследования и профессор Массачусетского технологического института. «Мы обнаружили, что нейроны, контролирующие вокализацию, получают тормозящие сигналы от генератора дыхательного ритма».

Голосовые связки расположены в гортани и открываются и закрываются, чтобы издавать звук. Когда они частично закрываются, выдыхаемый воздух, проходя через них, создает звук. Исследователи использовали мышей, которые общаются с помощью ультразвуковых вокализаций, чтобы понять, как мозг контролирует вокализацию. Они сосредоточились на том, как мозг контролирует закрытие голосовых связок и как эти нейроны взаимодействуют с дыхательным контуром.

Составив карту нейронных связей, исследователи выявили группу премоторных нейронов в заднем мозге под названием RAm (retroambiguus nucleus). Предыдущие исследования связывали эту область с вокализацией, но конкретная роль и механизм были неясны. Исследователи заметили, что эти нейроны RAm, получившие название RAmVOC, были очень активны во время вокализации мышей. Дальнейшие исследования подтвердили их важнейшую роль. Дальнейший анализ показал, что комплекс пре-Бётцингера, область ствола мозга, ответственная за создание ритма вдоха, напрямую ингибирует нейроны RAmVOC. Это обеспечивает приоритет дыхания во время речи, заставляя нас делать паузы для дыхания во время разговора.

Хотя человеческая речь намного сложнее вокализации мышей, исследователи считают, что обнаруженная схема играет схожую роль в производстве человеческой речи. Будущие исследования позволят выяснить, как мозговые цепи, контролирующие дыхание и вокализацию, могут влиять на другие функции, такие как кашель и глотание.