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            经过回忆移植教会鸟儿歌唱

            admin 2019-11-20 254人围观 ,发现0个评论

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            从呱呱坠地到咿呀学语,人类爸爸妈妈会一个个音节的教训婴儿怎么发声和说话。这种说话才能是后天习得的,它是智力开展的关键步骤。但许多与声响学习有关的问题至今仍然是谜。婴儿的大脑是怎么对仿照爸爸妈妈说话所需的回忆进行编码的?当这个进程犯错时,能够用科学的办法进行干涉吗?

            最近,在一项针对鸣禽的新研讨中,研讨人员开端揭开问题的答案。研讨成果表明,经过向大脑中移植回忆,就能够让鸟类在无需父辈的教训情况下学会发声。尽管现在这一发现对实践医治使用还没有直接的影响,但却为咱们了解应该针对大脑的哪些部位去了解自闭症和其他会影响言语的疾病供给了强有力的头绪。

            这是科学家第一次承认大脑中担任编码行为方针回忆的区域。行为方针回忆是一种在咱们想要学习说话或学习钢琴等一类工作时会起到指引效果的回忆。研讨人员使用新的发现经过回忆移植教会鸟儿歌唱,将方针回忆植入鸟类,能够辅导它们学习鸣唱。

            这一发现是由德克萨斯大学西南医学中心的Todd Roberts博士和他的团队做出的,他的试验室专门致力于记载大脑在发声学习进程中会怎么运作。他们期望经过制作鸟类在学习求偶歌曲时所触及的神经进程,能有朝一日将这些常识使用到自闭症患者或其他神经发育疾病患者的特定言语基因上。

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            在试验中,研讨人员使用了斑胸草雀作为试验方针,之所以挑选斑胸草雀是由于它们与人类在声响发育的许多阶段都有相似之处:在幼年时期,斑胸草雀会听着父亲的歌声,并终究记住这些音符。经过不计其数次的操练,它们就能学会怎么重复这种行为。

            ○ 试验中所用到的斑胸草雀。| 图片来历:UT So经过回忆移植教会鸟儿歌唱uthwestern Medical Centre

            新的研讨被宣布在了《科学》杂志上,在论文中,他们具体概述了怎么经过光遗传学来激活神经元经过回忆移植教会鸟儿歌唱回路。光遗传学是一种相对较新的使用光来监测和操控大脑活动的办法,他们使用这种办法测试了大脑的运动感觉区之间的联络。具体来说,研讨人员操控了大脑的NIfHVC(与从听重生h觉经历中学习有关的大脑区域)这两个区域之间的相互效果,从而对没有接受过父亲辅导的斑胸草雀进行回忆编码。

            成果发现,鸟儿能够使用这种回忆来学习叫声的音符,每个音符的持续时刻对应于用光线保持神经元活泼的时刻:曝光时刻越短,音符越短

            新的这些发现为了解行为方针回忆的构成及其在学习发声中的效果拓荒了新的范畴。在曩昔,这类回忆是很难在试验室中研讨的,由于科学家无法知道它们的编码方位。而经过使用光遗传学,研讨人员得以操控NIf大脑区域的神经元活动,并操控它发送给HVC的信息。

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            在试验中,研讨人员并没有教训鸟儿鸣叫时所需要知道的全部,只教它们音节的长度。但得到的成果却十分注目,由于它为辨认更多能影响发声的其他方面(比方高音以及每个音节的次序)的大脑回路拓荒了新的研讨途径。一旦能找到其他途径,那么在理论上,研讨人员就能够教会一只没有与父亲发作任何互动的鸟儿歌唱。但他们表明,现在的阶段间隔这一方针还有很长的路要走。

            在Roberts团队近期的一些其他项目中,他们还发现了一个神经元网络,这个神经网络经过辅佐大脑中的运动区域和听觉区域之间的沟通,在学习发声方面发挥着至关重要的效果。

            Roberts说:“人类的大脑、言语以及和言语相关的通路比鸣禽的回路要杂乱得多,但咱们的研讨为探寻更多与神经发育妨碍有关的问题供给了强有力的头绪。”

            接下来,研讨人员将持续查看大脑经过回忆移植教会鸟儿歌唱中其他担任向HVC传递不同信息的区域,期望经过这种方法能够更全面地了解行为方针回忆的附加特点是怎么构成的。

            撰文:James Beltran

            原文标题为“Implanted memories teach birds a song”,原文链接:https://www.utsouthwestern.edu/newsroom/articles/year-2019/implanted-memories-teach-birds-song.html,中文内容略有修正,仅供参考,全经过回忆移植教会鸟儿歌唱部内容以原文为准。

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