加州小鼠早期发声与成年听觉脑干反应的跨发育期研究:双亲听觉可塑性的新证据

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Physiology & Behavior 2.4

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  为解决哺乳动物亲代听觉可塑性机制不明、父系研究匮乏的问题,研究人员以双亲抚育的加州小鼠(Peromyscus californicus)为模型,系统分析了幼崽出生后1-21天(PND)的声谱特征及成年双亲听觉脑干反应(ABR)。发现幼崽发声频率随发育升高,24 kHz听觉阈值在亲代中降低,且父/母均表现出4 kHz刺激下更短的Wave I潜伏期,首次揭示双亲听觉通路协同适应子代需求的神经机制,为跨性别亲代行为研究提供新视角。

  

在哺乳动物世界中,幼崽的生存高度依赖父母对求救信号的敏锐感知。然而,现有研究多聚焦母性听觉适应,对父亲如何"听懂"孩子哭声知之甚少——这恰是理解双亲抚育演化的关键拼图。加州小鼠作为罕见的双亲共育啮齿类,其幼崽会发出包含10-60 kHz的复杂声谱(如持续发声SVs和哨声sweeps),但父母听觉系统如何动态响应这些信号仍是未解之谜。

加州大学河滨分校团队在《Physiology》发表的研究中,创新性地将声谱分析与电生理技术结合。通过记录29只幼崽PND1-21的5分钟隔离发声,使用Avisoft SASLab Pro量化声学参数;同时采用ABR检测34只成年鼠(含处女鼠与初为父母者)对4-32 kHz纯音的脑干响应,MATLAB分析Wave I潜伏期/振幅等指标。

幼崽发声的发育轨迹
研究发现:1)呼叫率在PND13-15显著下降(p<0.001),2-pup窝幼崽发声更频繁(p=0.002);2)音节时程在PND16-21缩短至39.23±7.36 ms(p<0.001);3)最小频率功率在PND13-15达峰值-52.53±2.36 dB(较PND1-3提升17.34 dB,p<0.001),谐波功率同步增强。这些变化可能与幼崽体温调节能力成熟相关。

双亲听觉的神经重塑
ABR结果显示:1)父母对24 kHz刺激阈值升高(较处女鼠高9.17 dB,p=0.004),可能为保护内耳毛细胞的适应性反应;2)父母4 kHz刺激下Wave I潜伏期缩短0.1 ms(p=0.01),提示听觉神经传导效率提升;3)雌性对8 kHz响应更快(1.67±0.04 vs 1.74±0.02 ms,p=0.045),24 kHz Wave I振幅更强(2.86E-6±4.71E-7 vs 1.19E-6±3.41E-7 μV,p=0.039),反映性别差异。

该研究首次揭示双亲听觉系统存在频率特异性重塑:父母通过降低高频敏感度(24/32 kHz)避免声损伤,同时增强低频(4 kHz)处理效率以监测幼崽活动。这种"听觉分工"策略为理解亲代神经可塑性提供了新范式,对跨物种比较研究(如人类父亲对婴儿哭声的神经响应)具有启示意义。未来需探究激素(如催乳素)与经验对ABR参数的动态调控机制。

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