Come le vocalizzazioni dei marmoset mostrano il ruolo del cervello nella comunicazione
Uno studio mostra come il comportamento vocale dei marmozet è influenzato dal sviluppo del cervello.
Gurueswar Nagarajan, Denis Matrov, Anna C. Pearson, Cecil Yen, Sean P. Bradley, Yogita Chudasama
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Indice
- I primi giorni delle Vocalizzazioni dei marmozeti
- Il ruolo della Corteccia Cingolata Anteriore
- Un palcoscenico per la ricerca
- Lo studio dei comportamenti vocali
- Investigare il cervello
- I risultati delle lesioni
- Comportamento vocale in azione
- L'importanza dei richiami di contatto sociale
- Cambiamenti nella sintassi e struttura dei richiami
- Implicazioni per la società dei marmozeti
- Il quadro più ampio
- Conclusione: Una voce per il futuro
- Fonte originale
- Link di riferimento
Il comportamento vocale è importante per come gli animali comunicano, soprattutto durante le diverse fasi della loro vita. Questo è particolarmente vero per gli animali sociali come i primati. Una specie interessante è il marmozeto comune, una piccola scimmia nota per la sua vasta gamma di suoni. Anche se gli scienziati non capiscono completamente cosa significhino la maggior parte di questi suoni, le ricerche mostrano che diversi tipi di richiami possono condividere informazioni utili sulle strutture sociali, l'ambiente circostante e anche la presenza di cibo o pericoli.
Vocalizzazioni dei marmozeti
I primi giorni delleQuando i marmozeti nascono, i loro suoni vocali cambiano parecchio nei primi mesi di vita. Iniziano con una sorta di "linguaggio da bambini" pieno di suoni diversi prima di passare a richiami più distinti come quelli dei loro adulti. Durante questo sviluppo, alcune caratteristiche dei richiami, come la loro durata e il loro tono, seguono determinati schemi. Inoltre, sembra che queste vocalizzazioni siano influenzate da come i genitori interagiscono con i loro piccoli. Quindi, alcune delle cose che dicono i marmozeti sembrano essere apprese, non solo istintive.
Corteccia Cingolata Anteriore
Il ruolo dellaUn'area del cervello che è importante nel comportamento vocale è chiamata corteccia cingolata anteriore (ACC). Questa parte del cervello aiuta sia con gli stati emotivi che con la capacità di vocalizzare. Se stimoli l'ACC, può portare a suoni vocali, mentre danneggiarlo può limitare la capacità di fare suoni spontanei. Le connessioni tra l'ACC e altre aree del cervello correlate alle emozioni sono cruciali per la comunicazione vocale.
Un palcoscenico per la ricerca
Per investigare come l'ACC influisce sul comportamento vocale, i ricercatori hanno osservato marmozeti in giovane età. Hanno eseguito lesioni sull'ACC di alcuni giovani marmozeti e poi hanno monitorato i loro comportamenti vocali nelle settimane successive, confrontandoli con quelli senza lesioni. I risultati hanno mostrato che anche con un danno all'ACC, i marmozeti potevano ancora fare richiami, ma c'erano cambiamenti evidenti nei loro schemi sonori e nel modo in cui comunicavano socialmente.
Lo studio dei comportamenti vocali
I ricercatori hanno studiato il comportamento vocale in dieci marmozeti neonati, dividendoli in due gruppi: quelli con lesioni all'ACC e quelli senza. Hanno registrato i suoni prodotti da queste scimmie in un ambiente controllato per sei settimane. Dopo un po', le scansioni MRI hanno mostrato cambiamenti significativi nell'ACC delle scimmie lesionate rispetto a quelle sane.
Investigare il cervello
Una volta che le scimmie sono diventate adulte, gli scienziati hanno esaminato i loro cervelli per confermare l'estensione delle lesioni. Hanno anche osservato diverse cellule cerebrali e neurotrasmettitori che potrebbero essere stati influenzati dalle lesioni. Questo passaggio è stato fondamentale per capire come il comportamento vocale fosse alterato.
I risultati delle lesioni
Lo studio ha mostrato che le scimmie che avevano subito danni all'ACC continuavano a vocalizzare ma con delle modifiche. I loro richiami sono diventati meno vari, e la struttura acustica dei loro richiami sociali appariva diversa. Questi cambiamenti sono stati notati anche in altre parti dei loro cervelli collegate al comportamento vocale, portando a una migliore comprensione di come l'ACC influisce sulla comunicazione vocale.
Comportamento vocale in azione
Dopo le lesioni all'ACC, i marmozeti hanno continuato a vocalizzare frequentemente. Durante il periodo di osservazione di sei settimane, i ricercatori hanno documentato migliaia di richiami, inclusi una vasta gamma di grida e altri suoni. Sebbene sia i marmozeti lesionati che quelli di controllo abbiano evoluto i loro schemi vocali, gli animali con lesione all'ACC hanno mostrato un leggero cambiamento nei tipi di richiami e nel modo in cui li concatenavano.
L'importanza dei richiami di contatto sociale
I richiami di contatto sociale, come i "phee," erano particolarmente importanti. Negli animali sani, questi richiami aiutavano a mantenere legami sociali e comunicazione. Tuttavia, i marmozeti con lesioni all'ACC hanno mostrato una marcata diminuzione dei loro richiami sociali, indicando il ruolo cruciale dell'ACC nello sviluppo di queste vocalizzazioni.
Cambiamenti nella sintassi e struttura dei richiami
Il modo in cui i marmozeti combinavano i loro richiami è cambiato anche dopo il danno all'ACC. I ricercatori si sono concentrati sui richiami "phee" e hanno scoperto che, mentre il numero di sillabe per richiamo rimaneva in qualche modo normale, la durata di queste sillabe e il loro volume erano influenzati. Gli animali lesionati avevano richiami più brevi e più forti che mancavano della solita varietà, suggerendo un modo meno efficace di comunicare i loro bisogni sociali.
Implicazioni per la società dei marmozeti
Questi risultati rivelano che l'integrità dell'ACC è essenziale per il normale sviluppo vocale e l'interazione sociale nei marmozeti. Senza un ACC funzionante, i giovani marmozeti perdono l'evoluzione tipica del loro comportamento vocale. Questo potrebbe influenzare le loro abilità sociali e relazioni, potenzialmente anche la loro capacità di sopravvivere in natura dove la comunicazione è fondamentale.
Il quadro più ampio
Il lavoro non solo fa luce sui marmozeti ma suggerisce anche meccanismi simili negli esseri umani. Proprio come il danno all'ACC nelle persone può portare a apatia sociale, i giovani scimmie con danni all'ACC nella prima vita hanno mostrato richiami alterati che suggeriscono un minore desiderio di interazioni sociali. Queste intuizioni potrebbero avere implicazioni significative per comprendere i comportamenti sociali e le carenze in vari contesti.
Conclusione: Una voce per il futuro
In sintesi, lo studio mostra come il comportamento vocale nei marmozeti sia influenzato dallo sviluppo precoce del cervello, in particolare dall'ACC. Quest'area gioca un ruolo cruciale nel plasmare come i giovani marmozeti imparano a comunicare. Man mano che questa ricerca continua, potrebbe aiutare nello sviluppo di strategie per affrontare problemi di comunicazione sociale sia negli animali che negli esseri umani, suggerendo che ogni "richiamo" conta nel grande schema della vita. Quindi, la prossima volta che senti un marmozeto, pensa a quanto il loro comportamento vocale dipenda dal loro cervello e dal loro ambiente sociale!
Titolo: Cingulate cortex shapes early postnatal development of social vocalizations
Estratto: The social dynamics of vocal behavior has major implications for social development in humans. We asked whether early life damage to the anterior cingulate cortex (ACC), which is closely associated with socioemotional regulation more broadly, impacts the normal development of vocal expression. The common marmoset provides a unique opportunity to study the developmental trajectory of vocal behavior, and to track the consequences of early brain damage on aspects of social vocalizations. We created ACC lesions in neonatal marmosets and compared their pattern of vocalization to that of age-matched controls throughout the first 6 weeks of life. We found that while early life ACC lesions had little influence on the production of vocal calls, developmental changes to the quality of social contact calls and their associated sequential and acoustic characteristics were compromised. These animals made fewer social contact calls, and when they did, they were short, loud and monotonic. We further determined that damage to ACC in infancy results in a permanent alteration in downstream brain areas known to be involved in social vocalizations, such as the amygdala and periaqueductal gray. Namely, in the adult, these structures exhibited diminished GABA-immunoreactivity relative to control animals, likely reflecting disruption of the normal inhibitory balance following ACC deafferentation. Together, these data indicate that the normal development of social vocal behavior depends on the ACC and its interaction with other areas in the vocal network during early life.
Autori: Gurueswar Nagarajan, Denis Matrov, Anna C. Pearson, Cecil Yen, Sean P. Bradley, Yogita Chudasama
Ultimo aggiornamento: 2024-12-02 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.17.580738
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.17.580738.full.pdf
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