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美科学家发现鸟类(斑胸草雀)学习鸣叫歌唱的神经序列

作者:佚名 2015-12-02 浏览: 2,232 评论:0

摘要: 雄性斑胸草雀是一种生长在澳大利亚中部地区的小型鸣禽。它们可以凭借听力学到父辈的鸣叫声。这些鸣叫声通常用于求偶,雄性斑胸草雀需要从幼年就开始训练从父辈那里模仿到这些声音。 美国麻省理工学院神经系统科学家发现鸟类用于支持这种学习过程的大脑活动。神经活动序列将鸟类...

斑胸草雀

雄性斑胸草雀是一种生长在澳大利亚中部地区的小型鸣禽。它们可以凭借听力学到父辈的鸣叫声。这些鸣叫声通常用于求偶,雄性斑胸草雀需要从幼年就开始训练从父辈那里模仿到这些声音。

美国麻省理工学院神经系统科学家发现鸟类用于支持这种学习过程的大脑活动。神经活动序列将鸟类的“歌声”译成编码,然后复制并进行少许的修改,让鸟类通过最初的音节生发出不同类型的鸣叫声。最终,这些音节会串联在一起,形成鸟类的鸣叫信号,在鸟类一生当中不再改变。
“这种鸟类学习鸣叫声的优势在于,它们无需从零开始,而是复制父辈的鸣叫声,并做少许改变。我们认为这是学习不同类型音节的有效的方法。”麻省理工学院研究生、发表在《自然》上的论文首席作者Tatsuo Okubo表示。

Okubo及其同事认为,这种类型的神经序列复制也可以成为其他类型动作学习的基础。比如,用于挥动网球拍的神经序列可以进行重新目的化,变成挥动乒乓球拍。

在这项研究中,研究人员希望找到斑胸草雀在孵化过程中这些神经序列是如何进化的答案。因此,研究人员记录了这种鸟类孵化后三个月HVC神经的电活动。

当斑胸草雀孵化后的30天,它们只是发出一些无意识的音节,称为“初鸣”,类似牙牙学语的婴儿。但是经过一周后,这些初鸣就变为更加连贯的声音,称为音节原型。

研究人员通过HVC神经电活动发现,当鸟类发出最初的音节原型时,神经元就开始响应。大部分HVC神经元参与了这种原始的序列当中,随着时间推进,其中的部分神经元从最初的序列出抽取出来生成一种新的非常类似的神经序列。这种神经序列链可以被重新目标化,产生不同的音节。这种神经序列的分裂继续重复,直至鸟类学到三到七种不同的音节,整个过程大约为期两个月。

参与该研究的亨特学院心理学教授Ofer Tchernichovski表示,这项研究的重要性在于,它发现了控制这种音节变化的鸟类大脑中枢。