科学家通过选择性地激活大脑中的特定神经元,向幼鸟脑中有效地植入虚假记忆,教会小鸟鸣唱之前未听过的简单歌曲。

利用光遗传学技术,研究团队能够激活鸟类中的某些神经元回路,并让它们记忆下新的曲调。

神经元保持活跃的时间长度对应于歌曲中音符的长度。

这项实验除了可用于研究鸟叫,还能帮助我们探究人脑中声音学习和语言发展的方式。

动物实验用到的斑马雀通常会从其父亲和其他成年鸟处学习唱歌,它们记住旋律并经数以万次的练习,最终达到“分毫不差”的地步。

德克萨斯大学西南医学中心的神经科学家Todd Roberts说:“这是我们第一次确定可对目标记忆进行编码的大脑区域,当我们通过模仿进行学习——从说话到钢琴,包括所有可供学习的技能——的时候,大脑就会调用此处记忆区域里的信息。这些发现使我们能够将记忆植入鸟类的脑中,并指导它们学习新歌。”

当然,从鸟叫到人类语言,将是巨大的飞跃,未来还需要更多的研究。不过,斑马雀的发声方式在很多方面与人类相似。

研究团队发现,我们以前就知道的、与感觉和运动功能相关的NIf(中间神经核)和HVC(高级发声中枢)区域之间的通路,对于形成音乐“记忆”以及学会唱歌是至关重要的部分。

Roberts说:“我们并不需要灌输进全部细节,只要告诉它每个音节的持续时间就行。所以,我们在研究中测试的两大区域,仅代表部分方向上的进展。”

距离实现真正的记忆移植,还有漫漫长路,但是,现阶段取得的成绩是令人振奋的进步。

后续研究的一个方向是,检查鸟类大脑的其他区域,这些区域可能会将信息中继到HVC区——我们或可借此分析和操纵大脑接收歌曲音节的音高和组合、乃至持续时间的信息。

Roberts说:“人脑以及与文字和语言相关的通路比鸣禽的脑回要复杂得多。但是我们的研究为弄清神经发育障碍的机制,提供了强有力的线索。”

该研究已发表在《科学》上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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