科技日报记者 张梦然

只要是说话，就一定是在呼气，你注意过这个现象吗？这是为什么呢？

据最新一期《科学》杂志报道，美国麻省理工学院研究人员发现了一种大脑回路，可驱动发声，并确保一个人只在呼气时才能说话，在吸气时停止说话。

声带位于喉部，是两条可打开和关闭的肌肉带。当它们大多闭合或内收时，从肺部呼出的空气在通过喉部时会产生声音。

新发现的回路可以控制发声所需的两个动作：喉部变窄和从肺部呼出空气。这一发声回路，由调节呼吸节律的脑干区域指挥，控制发声的神经元则接收来自呼吸节律发生器的直接抑制输入，这就确保了呼吸仍然比言语占主导地位。

研究团队使用小鼠模型分析了这种发声控制过程。小鼠使用超声波发声（USV）相互交流，它们使用独特的“口哨机制”产生这种声音，即通过几乎闭合的声带之间的小孔呼出空气。

研究人员在后脑区域发现一组前运动神经元，称为模糊后核，模糊后核神经元在USV期间会被强烈激活。团队使用化学遗传学和光遗传学来进行探索。当模糊后核神经元阻断时，小鼠不再能产生USV或任何其他类型的发声。他们的声带没有闭合，腹部肌肉也没有收缩，就像他们通常在呼气发声时所做的那样。

相反，当模糊后核神经元被激活，声带闭合，小鼠呼气，USV就会出现。然而，如果刺激持续两秒钟或更长时间，这些USV将被吸气打断，这表明该过程受到大脑中调节呼吸的同一部分的控制。

研究过程示意图。图片来源：《科学》

突触图谱显示，脑干中称为前包钦格复合体的神经元，充当吸入的节律发生器。这确保了呼吸在言语产生中仍然占主导地位，并且人们必须在说话时停下来呼吸。

研究人员认为，尽管人类的语音产生比小鼠发声更复杂，但他们在小鼠中发现的回路在人类的语音产生和呼吸中起着相同的作用。

编辑：宋慈

审核：朱丽