マウスの発声における呼吸の形状がイントネーションを制御する

Khái niệm cốt lõi

マウスの発声では、呼吸の変化パターンがイントネーションを生み出す重要な機構である。

Tóm tắt

本研究では、マウスの発声における呼吸とイントネーションの関係を明らかにした。

主な知見は以下の通り:

1. マウスの発声は通常の呼吸パターンの中に組み込まれており、発声中の呼吸変化パターンが発声のイントネーションを決定する。

2. 発声のイントネーションには、呼吸の吐き出し速度の変化に応じて変化するポジティブなイントネーションと、喉頭の開閉度の変化に応じて変化するネガティブなイントネーションの2つのメカニズムがある。

3. 呼吸中枢パターン発生器である中間網様体振動子(iRO)の活動が、呼吸の変化パターンを生み出し、ポジティブなイントネーションを生み出す。一方、喉頭運動ニューロンの活動がネガティブなイントネーションを生み出す。

4. iROの人為的な活性化によって、マウスの発声レパートリーの大部分を再現できることが示された。これは、iROが成体のマウスの発声制御の中心的な役割を果たしていることを示唆している。

以上の結果から、マウスの発声におけるイントネーションの多様性は、呼吸と喉頭の2つの独立した制御メカニズムの組み合わせによって生み出されることが明らかになった。

Thống kê

発声時の呼吸の吐き出し速度と発声の基本周波数の相関係数は、下降周波数変調型発声では中央値0.62、上昇周波数変調型発声では-0.46であった。
複雑型発声では、呼吸の吐き出し速度と発声の基本周波数の変化が同期していた。
上昇周波数変調型発声では、発声開始時に喉頭筋活動が見られ、発声終了時に横隔膜筋活動が見られた。

Trích dẫn

"発声時の呼吸の変化パターンがイントネーションを決定する重要な機構である"
"iROの活動が、呼吸の変化パターンを生み出し、ポジティブなイントネーションを生み出す"
"iROが成体のマウスの発声制御の中心的な役割を果たしている"

Thông tin chi tiết chính được chắt lọc từ

The breath shape controls intonation of mouse vocalizations

by MacDonald,A.... lúc www.biorxiv.org 10-17-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.16.562597v2

Yêu cầu sâu hơn

マウス以外の動物種でも、呼吸と発声のメカニズムは同様の関係を示すだろうか?

この研究から得られた知見は、マウスの発声における呼吸と音声の関係が重要であることを示しています。他の動物種においても、同様のメカニズムが存在する可能性があります。例えば、鳥類や他の哺乳類においても、呼吸と発声の制御が密接に関連していることが知られています。したがって、他の動物種においても、呼吸と発声のメカニズムが同様の関係を示す可能性があります。さらなる研究が必要ですが、この知見は他の動物種における呼吸と発声の関係についての理解を深める手掛かりとなり得ます。

ネガティブなイントネーションを生み出す神経メカニズムはどのようなものか?

ネガティブなイントネーションを生み出す神経メカニズムは、おそらく呼吸と発声の制御に関与する特定の脳の領域や神経回路によって調節されています。研究結果から、ネガティブなイントネーションは呼吸の速度や発声器官の開口部のサイズなどの要素によって制御される可能性が示唆されています。具体的には、呼吸中枢の特定の部位や発声制御領域が、呼吸と発声のパターンを調節し、ネガティブなイントネーションを生み出すと考えられます。これらの神経メカニズムは、音声の意味や感情表現に重要な役割を果たしており、ネガティブなイントネーションを生み出す神経メカニズムの理解は、音声コミュニケーションの研究において重要です。

iROの活動と上位の発声制御領域(中脳水道周囲灰白質)との関係はどのようなものか?

iROの活動と上位の発声制御領域である中脳水道周囲灰白質との関係は、音声制御回路における重要な相互作用を示しています。研究結果から、中脳水道周囲灰白質からの入力がiROを活性化し、iROが呼吸中枢と協調して呼吸と発声を制御することが示されています。この相互作用により、音声のパターンが形成され、音声のイントネーションが調整されます。また、iROは中脳水道周囲灰白質からの入力に応答して音声を調節し、音声制御回路全体での音声生成に重要な役割を果たしています。このような神経回路の相互作用は、音声制御のメカニズムや音声の多様性についての理解を深める上で重要です。