狨猴语音交流的神经机制

　　中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）最近发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）的文章中，研究者报告了非人灵长类动物狨猴的初级听觉皮层中特定神经元群体，它们选择性地响应由不同狨猴发出的同类的简单或复合呼叫声，并且表现出对呼叫声的序列和序列间隔的敏感性。该研究表明，在清醒的非人灵长类动物中，呼叫声诱发的反应之间存在广泛的抑制和促进作用，为进一步研究语音交流的神经环路机制提供了基础。

　　人类语言的神经基础，是神经科学领域的重大谜题。非人灵长类动物绒猴具有丰富的语音交流行为，被认为是研究复杂语音交流的神经机制的绝佳动物模型。先前对灵长类听觉系统的功能成像和电生理研究表明，前颞区的神经元对复杂的声音表现出较高的偏好，而在后颞区如初级听觉皮层(A1)，神经元则以其音调敏感特性而闻名。除了频率偏好外，A1神经元对声音的特定频域-时域特征例如和声、频域和时域调制也很敏感。对麻醉狨猴的电生理学研究发现，A1神经元对简单的Twitter 呼叫声有选择性反应。然而，尚不清楚A1神经元是否能够选择性地响应广泛的自然呼叫声，包括简单呼叫声和复合呼叫声(由两个简单呼叫声构成)。同样重要而未知的问题还有，呼叫诱发反应是否仅仅是由于神经元对声音的特定局部频域-时域特征的敏感性，还是需要对各种声音成分进行整体感知。

　　在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）蒲慕明研究组及王立平研究组合作的一项研究中，研究人员实现了对清醒狨猴A1群体神经元进行双光子功能成像。利用这种方法，研究人员在A1中发现了大量的神经元对不同的同种简单和复合呼叫声有选择性地响应，但对纯音不响应。对复合呼叫声选择性神经元的进一步研究表明，它们的反应对简单呼叫声成分的序列和间隔很敏感。这些复合呼叫声选择性反应仅针对自然存在的复合呼叫声而不是人工构建的复合呼叫声，并且被轻度麻醉完全消除。这些发现证实了在清醒狨猴的 A1 中存在大量的呼叫声选择性神经元群，表明听觉系统早期的声音处理比想象中复杂。

　　该研究在国际上首次报道了清醒狨猴初级听觉皮层中存在对狨猴呼叫声有选择性的神经元群体，发现了这些神经元对呼叫声成分的序列和间隔高度敏感，同时揭示了呼叫声诱发的反应之间存在广泛的抑制和促进作用，为进一步研究语音交流的神经环路机制提供了重要基础。

　　上述成果以“Distinct neuron populations for simple and compound calls in the primary auditory cortex of awake marmosets”为题发表于National Science Review，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）蒲慕明研究员与王立平研究员为共同通讯作者，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心博士后曾欢欢为第一作者。该研究受到中国科学院、上海市科委资助。