Дыхательная ритмика звука

Стереотипное ритмическое поведение — это не только человеческая речь, но и все издаваемые звуки. Крики, смех, детское гуканье ритмичны в том смысле, что подобно словам состоят из повторяющихся слогов. Также ритмичны песни птиц, крики животных, даже звуки рыб.

Однако клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе появления разных звуков, неизвестны. Более того, точно не определены даже отвечающие за них группы нейронов. Чтобы засмеяться или крикнуть, нужно за время одного выдоха скоординировать движение сотни различных мышц.

Ученые Калифорнийского университета в Сан-Франциско под руководством доктора медицины и философии Кевина Якле (Kevin Yackle) открыли неизвестный ранее небольшой кластер звуковых нейронов в стволе головного мозга. Он автономен и включен в респираторный генератор ритма, расположенный там же. Кластер передает прямые сигналы в него и мышцы для координации дыхания и криков разного рода.

В опытах ученые изучали крики маленьких мышей, которых отделяли от их матерей. Эти звуки исследователи связывали с определенными мускульными движениями гортани и других мышц, а затем определяли, какие клетки мозга отвечают за эти ритмичные сокращения. Так и была найдена прежде неизвестная нейронная цепь, стволовой кластер, который контролирует дыхание и координирует мышцы.

Работа позволила авторам высказать ряд предположений о том, как мы говорим и учимся. Хорошо установлено, что дети-аутисты в начале своей жизни произносят звуки, отличающиеся от нормы. Некоторые дети просто не могут говорить, другим трудно понимать и воспроизводить определенные тона и ритмы речи. Такие патологии врачи квалифицируют как неспособность говорить.

Однако доктор Якле в свете своих исследований задает вопрос о том, нет ли у аутистов проблем в найденной им новой зоне мозга, контролирующей речь. То есть можно предположить, что ребенок слышит и изучает язык, но система вокализации почему-то не координирует дыхание и движения мышц, производящих звуки.

Доктор считает, что когда мы учимся говорить, то пытаемся либо обходить кластер звуковых нейронов, либо напрямую его контролировать. Патологии узла могут быть вызваны изменением нормальных связей нейронов в нем. Если ученые и медики узнают причину этого, есть надежда, что они смогут изменить подход к обучению аутистов речи.

Neuron, online 07.01.2022 - полный текст