在小脑的帮助下

人类婴儿通过模仿周围成年人的讲话来学习说话。 随着时间的流逝,他们学会协调声带和呼吸肌肉的运动以产生特定的声音。 幼鸟在学习唱歌时会经历类似的过程。 雏鸟模仿成年鸟类,并且彼此学习模仿自己的歌声。 因此,鸣禽经常被用作大脑如何驱动语音学习(无论是语音还是歌曲)的模型。

由相似的大脑区域组成的电路支持婴儿和鸣禽的声音学习。 这些区域包括皮质区域,哺乳动物大脑的最外层以及皮质下方的结构。 后者包括基底神经节,这是一组结构,可以帮助哺乳动物学习和执行精细的运动技能。

但是,有一个大脑区域与婴儿的声音学习有关,而与鸣禽没有关系。 这种结构被称为小脑或“小脑”,也有助于计划和执行动作。 鸣禽的解剖学研究表明小脑和与歌曲相关的回路之间存在联系。 但是,从未在鸟鸣声中扮演直接角色。 Pidoux等。 现在证明,在麻醉的斑马雀科动物中刺激小脑会激活参与歌曲学习的基底神经节神经元。 这种激活通过与歌曲有关的电路传播到控制声带的神经元。 相比之下,破坏小脑会使幼鸟更难模仿成年歌曲。

这是小脑在获得禽鸣中的作用的第一个直接证据。 除语音学习外,结果还揭示了支持运动学习的电路。 他们还建议我们可以使用鸣禽来研究小脑及其与基底神经节的相互作用。 这些区域之间的异常相互作用发生在运动障碍(如帕金森氏病)中。 在健康的哺乳动物大脑中研究这些相互作用应为这些疾病背后的病理学提供线索。

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阅读 此eLife摘要所基于 eLife 研究论文:

皮层下回路将小脑与从事语音学习的基底神经节连接起来
小脑通过丘脑中的丘脑向与歌曲相关的基底神经节发送功能性输入,从而改变… elifesciences.org

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