麻省理工学院的研究人员在一项新研究中发现了一种控制发声的大脑回路，这一机制确保了人们仅在呼气时说话，而在吸气时则停止发声。该研究成果不仅揭示了发声的生物学基础，也为理解人类语言产生提供了新视角。相关研究结果于2024年3月8日发表在《Science》期刊上，论文标题为“Brainstem control of vocalization and IT(http://www.maoyihang.com/sell/l_25/)s coordination with respiration”。
在发声过程中，声带的运动(http://www.maoyihang.com/sell/l_35/)和从肺部呼出的空气是两个关键动作。研究人员发现，这一发声回路受到一个位于脑干的调节呼吸节奏的区域的指挥。这一区域通过发送抑制性输入信号到控制发声的神经元，确保呼吸在说话过程中始终占据主导地位。
研究团队着重利用小鼠模型进行了深入研究。小鼠使用超声波发声进行交流，与人类的语言产生有着类似的基本机制。研究人员利用先进的神经科学技术，绘制了神经元之间的突触连接图，并成功定位了控制声带内收的神经元。这些神经元位于疑核后核（RAm）区域，是发声过程的关键所在。
进一步的研究显示，当这些RAm神经元被阻断时，小鼠无法发出超声波叫声或其他声音。而当它们被激活时，小鼠则能够正常发声。然而，如果刺激持续时间过长，发声会被吸气所中断，这进一步证明了发声过程是在大脑调节呼吸的同一部位控制下进行的。
研究人员还发现，脑干中的前包钦格复合体为RAm神经元提供了直接的抑制性输入。这一复合体负责产生吸气节奏，并通过抑制性神经元对发声前运动神经元进行调控。这种调控机制确保了呼吸在发声过程中的主导地位，以及在需要吸气时能够暂停发声。
虽然人类的语言产生机制比小鼠的发声更为复杂，但研究人员认为他们在小鼠身上发现的这一回路在人类语言产生和呼吸中也发挥着相似的作用。这一发现为理解人类语言的生物学基础提供了新的线索，也为探索相关疾病的治疗方法提供了潜在的新方向。
此外，研究团队还计划进一步探索控制呼吸和发声的大脑回路对其他功能的影响，如咳嗽和吞咽食物等。这些研究将有助于我们更全面地了解大脑如何控制身体的各种运动和功能，为人类健康和疾病治疗提供更多启示。
