记忆实现移植,让从未听过的歌鸟儿不学习也会唱 自闭症或将被治愈

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2019年10月4日,来自美国德克萨斯大学西南医学中心的Todd F. Roberts教授团队(一作为Wenchan Zhao)在Science上发表题为“Inception of memories that guide vocal learning inthe songbird”的文章,在一项最新的关于鸣鸟的研究中找到了编码幼年雄性斑胸草雀行为目标记忆的基本回路,一并该研究表明,即使这么 从父母那里得到任何学习教育,记忆也还还能不能 被植入大脑来教授发声,从而为朋友了解在人脑的那些部位进行研究还还能不能 更好地理解自闭症和很多语言障碍疾病提供了令人信服的线索。

朋友知道,心智成熟期期是什么图片 图片 期期图片 是什么期图片 的鸟鸣是并有的是结果精确的表演,由很多短的声音元素(音节)以精确的顺序重复组成,每一轮为宜持续1-2秒。那些音节有不同的僵化 的声学价值形式,包括成堆的谐波频率和多变的振幅。或者,即使是模仿对象相同,每只鸟最终并能形成不同的歌曲,用于我本人的社交。

本文的研究人员利用斑胸草雀作为研究对象,或者它们与人类的发声发育的各阶段有的是例如之处:为了进行准确的克隆技术,年轻的斑胸草雀需用学好如何形成单个音节,如何排列它们,以及它们如何在时间上间隔。学习的过程刚开始幼鸟听到朋友的成年“导师”(通常为父亲)唱歌,从而产生相关的感觉记忆,那些记忆将作为参考“模板”,在接下来的时间里,幼鸟将发展我本人的歌曲,通过不断尝试和试错来完善我本人的声乐表演,直到与“模板”吻合,最终可学好了用于社交的专属成年歌曲(图1)。

图1 幼年雄性斑胸草雀学习歌曲的时间线(dph: days post-hatching孵化后天数)

你你你这个两阶段的过程意味着 为宜要构建那我神经表征:对父亲唱歌表现的初始感官表征,以及产生幼鸟模仿的运动表征。已有研究证实,那我对歌曲的产生所需用的运动前大脑冠部区域HVC,参与了从听觉经验中的学习。这么 ,从导师的歌声中学习到的感觉“模板”是如何转化成一组肌肉动作来重现声音的呢?本文的研究者将焦点倒进了内冠部感觉运动核NIf(interfacialis of the nidopallium)上,NIf是HVC最大的听觉输入源,一并也与歌曲学习有关(图2)。研究发现,在辅导过程中,NIf或HVC活动的中断干扰了对辅导歌曲行为目标记忆的编码。

图2听觉(暗蓝色)和歌唱运动回路(橙色)的旁矢状切面示意图

这么 大问題来了,NIf-HVC的活动与非 还还能不能 从一刚开始就编码导师之歌的很多方面,并以并有的是办法 将它们转再加运动模式呢?或者是那我,这么 必须在辅导过程中才或者确定 性地改变NIf-HVC的放电模式,并最终表现在心智成熟期期是什么图片 图片 期期图片 是什么期图片 歌曲中。

为了验证你你你这个假设,本文的研究者们使用光遗传学来操纵幼年鸟类的NIf-HVC突触的活动,以测试你你你这个操纵与非 还还能不能 植入避开声音模型中的听觉和社会经验的记忆,并指导其对歌曲时间价值形式的学习。在幼鸟接触成年歌曲后后(即处理其与外界接触),研究人员将表达了光敏感通道2(ChR2)的病毒注射入NIf中(以给予光照的电生理学反应),或者植入光导纤维以把光脉冲传递到NIf-HVC突触,维持几天,光脉冲的持续时间比典型的歌曲音节(指自然清况 下模仿父亲而学习的歌曲)短很多或长很多(图3)。待鸟儿成年后,结果显示,接受短脉冲训练的鸟儿发出的歌声中,音节明显比正常清况 下要短,而接受长脉冲训练的鸟儿歌声中的音节则比正常清况 下要长。值得注意的是,那些效应在光遗传学辅导刚开始后,经过一段时间才显现出来,研究者们观察到典型的幼鸟声乐训练和提高的多周时间过程,或者也证明,NIf-HVC突触的光遗传学刺激植入了行为目标记忆,从而指导学习的过程,而有的是直接在幼年动物身上训练特定的运动tcp连接池池。

图3 使用500ms光脉冲的光遗传学辅导实验时间线

此外,本文的研究人员还发现,或者在模仿父亲的学习后后,在基因层面破坏NIf-HVC通路,则幼鸟的歌曲学习发展过程受到干扰,或者或者NIf-HVC通路的破坏居于在模仿学习后后,则几乎不用影响歌曲的成形。从而说明,形成并有的是用于引导歌曲音节持续时间学习的记忆需用NIf-HVC环路的作用,而一旦获得你你你这个行为目标记忆,则该通路有的是的是必需的了。由此也提示,为宜很多用于评价发声特点的被模仿歌曲的记忆最终存储在NIf和HVC之间突触的下游。

综上所述,本研究利用斑胸草雀,发现了十根绳子 声音-运动神经元通路——NIf-HVC通路,在这里还还能不能 给幼鸟植入引导歌曲音节持续时间学习的记忆,这条通路中突触的激活为指导歌曲的持续时间学习的记忆播下了种子,那些感觉运动突触的活动还还能不能 绕过听觉和社会经验的学习,从而使得幼鸟在出生后即使这么 跟外界居于任何互动,也还还能不能 学好唱歌,而帮助其参与成年后的社交。由此也为人类语言学习的探索以及语言障碍的治疗提供了方向和希望。

研究背景

一位父亲抱着他刚出生的宝宝,朋友的脸必须几英寸的距离,开心地重复着“BaBa”这那我音节,几条月后,婴儿刚开始咿呀学语时,渐渐地“B”“a”连成了“爸爸”,或者毫无预兆地开启了人生的说话之旅。

朋友你你你这个生,说话、唱歌,乃至很多很多传播文化的行为,似乎有的是用刻意地教,或者跟着长辈、老师或者相关领域的专家,慢慢地刚开始模仿,好坏不用不论,但不知不觉地也就学好了,或者总要暗含我本人的风格。然而,朋友身边有这么 那我群体,朋友有着不同程度的神经发育障碍,如自闭症,朋友在一定程度上不足英文模仿学习的能力,意味着 朋友表现出不同程度的语言障碍、人际交往障碍、兴趣狭窄和行为办法 刻板等。

而模仿学习的行为涉及了大脑观察行为的长期记忆,它还还能不能 通过提供用以评估未来表现的质量的内部内部结构标准来指导tcp连接池池性学习过程,真是,你你你这个看似简单的学习模仿行为,是需用朋友的神经系统进行一系列不同寻常的转换的,被模仿对象的行为首先需用被感知,并以并有的是感觉模式表现出来,或者,你你你这个感觉模式需用被转再加一套足以克隆技术预期目标的运动模式。研究发现,与情景记忆不同,用来指导模仿行为的记忆(也可被称为行为目标记忆)不用需用海马体的参与,却说 被认为直接编码在脑冠部回路中,然而,编码那些记忆的突触通路仍然未被发现。

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