Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mice don’t need the cortex to sing their songs

06.03.2015

Goettingen scientists question the utility of mice to explore the foundations of vocal learning

The human language is unique in that we can refer to objects, events and ideas. The combination of syllables and words enables humans to generate an infinite number of expressions. An important prerequisite for language is the ability to imitate sounds, i.e. to store acquired acoustic information and to use this for one’s own vocal production.


Mice lacking the cerebral cortex develop normal song.

Image: Kurt Hammerschmidt

Cortical structures in the brain play a crucial role in this. While songbirds and certain marine mammals are capable of such vocal learning, there is very little evidence for vocal learning in terrestrial mammals – not even in our closest living relatives, the chimpanzees. Nonhuman primate vocal production is largely restricted to an innate repertoire of sounds. In order to explain the foundations of vocal learning, mice attracted increasing attention in recent years.

They are more closely related to humans than birds or dolphins, vocalize frequently, and there are numerous so-called "mouse models", where certain genes can deliberately be manipulated. Besides, there was some evidence that to a certain extent mice could be capable of vocal learning. In their recently published study, Julia Fischer and Kurt Hammerschmidt of the German Primate Center (DPZ) in Goettingen together with colleagues from the Max Planck Institute for Biophysical Chemistry have shown that mice are less suited to study the foundations of vocal learning than previously assumed. Animals that do not have a cerebral cortex due to a genetic defect do not differ from healthy mice in their vocalization (“song”). Their vocalizations are thus controlled in evolutionarily older brain areas and are not dependent on cortical processing (Published in Scientific Reports).

One of the most pressing questions in human evolution is the emergence of language. We have the ability to imitate words and learn how to use them in certain appropriate situations. Both for higher-order processing of sounds as well as for the planning of vocalizations, the cerebral cortex is essential. There are numerous studies of songbirds, bats, and increasingly of mice that deal with the fundamentals of vocal learning. However, the studies in mice are currently contradictory: It was previously disputed as to whether mice are able to change their vocalization due to imitation or learning. Together with Gregor Eichele and Gabriela Whelan of the Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Julia Fischer and Kurt Hammerschmidt of the German Primate Center examined the ultrasonic sounds of mice that did not have a cerebral cortex due to a genetic defect and compared these with the sounds of their siblings with a normal brain.

The researchers focused on two characteristic vocalizations of the mice. First, they examined so-called isolation calls that occur when young mice are separated from the mother. Since nine-day-old mice that were still incapable of hearing made these calls, Fischer and her colleagues were not surprised that the calls of the mice without a cerebral cortex did not differ from those of control mice. Second, they studied the “song” of adult males, which is used to attract females. The fact that there was no difference in neither the occurrence of calling nor the acoustic quality of the songs uttered by males with and without cerebral cortex, was a rather unexpected findings for the scientists.

„Apparently, the vocalization of mice is controlled by evolutionarily older areas of the brain," says Julia Fischer, Head of Cognitive Ethology Laboratory at the German Primate Center. Other than in humans, the cerebral cortex is not as important in the vocal communication of mice. "Mice are therefore less suitable for the study of the mechanisms that support vocal learning", she concluded. “Nevertheless, we believe that they are valuable models for the study of the genetic fundamentals of social behavior”, she added.

Original publication

Hammerschmidt, K., Whelan, G., Eichele, G. & Fischer, J. Mice lacking the cerebral cortex develop normal song: Insights into the foundations of vocal learning. Sci. Rep. 5, 8808, DOI:10.1038/srep08808 (2015).

Contact

Prof. Dr. Julia Fischer
Tel.: +49 551 3851-375
E-mail: jfischer@dpz.eu

Dr. Susanne Diederich (PR)
Tel: +49 551 3851-359
E-mail: sdiederich@dpz.eu

Printable pictures are available in our Media library. We kindly request a specimen copy in case of publication.

The German Primate Center (DPZ) – Leibniz Institute for Primate Research conducts biological and biomedical research on and with primates in the fields of infection research, neuroscience and primate biology. The DPZ maintains four field stations in the tropics and is the reference and service center for all aspects of primate research. The DPZ is one of 89 research and infrastructure facilities of the Leibniz Association.

Weitere Informationen:

http://www.dpz.eu - Webpage of the German Primate Center
http://www.dpz.eu/en/unit/cognitive-ethology/about-us.html - Cognitive Ethology Laboratory, German Primate Center
https://www.mpibpc.mpg.de/eichele - Gregor Eichele, Max Planck Institute for Biophysical Chemistry

Dr. Susanne Diederich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte