近期,得克萨斯大学西南医学中心的研讨人员经过操控鸟儿学习鸣叫的大脑区域,向幼小斑马雀的大脑中植入回忆,竟“教”年少鸟儿学会了鸣叫,研讨成果宣布在Science上。
对此,研讨人员表明,“咱们初次证明大脑区域可以编码行为-方针回忆,当咱们想要去仿照任何工作时,这些回忆可以用来辅导咱们。”
和婴儿咿呀学语相同,鸟儿也是经过记住父亲的叫声,渐渐仿照来学习鸣叫。人们要从调查中学习,就必须创立一个回忆来记载他人做的正确的工作,然后运用这些感官信息来辅导运动体系学习一些行为,但目前为止,科学家们并不清楚这些回忆终究在哪里?到底是怎么构成的?
得克萨斯大学西南医学中心助理教授 Todd Roberts 和他搭档对此产生了极大爱好,他们的研讨方向是了解回忆怎么在大脑中编码,特别是辅导语言和交际技能开展的回忆。
图 | Todd Roberts 在调查斑马雀。(来历:得克萨斯大学西南医学中心)
既往研讨显现,鸟儿大脑中HVC 区域关于它们学习鸣叫非常重要,而打乱这一区域的活动就会搅扰鸟儿们学习鸣叫的才能。在鸟儿鸣叫开端和结束时,大脑中 NIf 区域中的神经元激活,从而将信号输入 HVC 区域。
为了深化了解其间机制,研讨人员运用幼小的雄性斑马雀进行了试验,这些幼小的斑马雀从未向成年斑马雀学习鸣叫。他们运用光遗传学技能,操控了鸟儿大脑中 NIf 和 HVC 神经元之间衔接或突触的神经活动,即经过将基因刺进神经元中,这些神经元可以被光操控,然后运用小光纤电缆将光照耀到选定的大脑区域。
图 | 鸟儿也是经过记住父亲的叫声,渐渐仿照学习鸣叫 (来历:网络)
研讨小组发现,运用短脉冲光照耀时,这些鸟儿就会宣布短音节的叫声,而给予长脉冲光,鸟儿就会宣布长音节的鸣叫。他们说,“咱们在鸟儿的大脑中发现了一条通路,一旦激活,就会给鸟儿植入回忆,改动音节长度。“
接着,研讨人员发现,年少斑马雀一起承受光影响和与成年斑马雀互动后,它们的鸣叫与只承受光影响的斑马雀相似,这表明光遗传学影响可以代替向成年斑马雀学习鸣叫。
可是,尽管这种操作可以影响斑马雀鸣叫的持续时间,不过,鸟儿鸣叫时还有其他特征,如音高和怎么正确排序音节,接下来,科学家将进一步辨认其他大脑回路,并研讨这些回忆的编码机制以及它们在大脑中的存储方位。
(来历:得克萨斯大学西南医学中心)
人类的声响学习包含几十个基因,这些在鸣叫的鸟儿中也体现出了相似的活动形式。鉴于这些相似之处,研讨人员说,“鸟儿大脑中声响学习的机制可成为了解动物是怎么从交际经历中学习的模型。咱们可以运用这些信息来准确定位大脑中的回路,这些回路可能在自闭症等神经发育疾病中影响较大。”
芝加哥大学神经科学家 Sarah London 也以为本次研讨中运用的办法可以作为一个模板,进一步辨认鸟儿鸣叫的其他特征从何而来,对鸣禽的研讨与咱们对学习和回忆的了解密切相关。
歌唱学习是一种杂乱的行为,需求多个大脑区域来和谐它们的功用,研讨斑马雀歌唱可以让咱们深化了解“老练的神经回路是怎么被环境所影响”,包含大脑内部环境和外部社会环境。
之前有研讨显现,科学家可以在老鼠身上植入回忆,使它们在特定的当地得到奖励,尽管这一技能用于人类还有很长的路要走,但或许终有一日,咱们或许可以改动与心思伤口相关的回忆,或许将美好回忆以新方法与人共享。
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责编:王新凯
参阅:
https:///article/2218772-implanting-false-memories-in-a-birds-brain-changes-its-tune/
https:///releases/2019/10/191003141557.htm