摘要 行为是经验和先天倾向的结合。随着大脑的成熟,大脑的细胞、网络和功能特性会发生重大变化,这可能是由于感官体验以及发育过程造成的。在正常的鸟鸣学习中,神经序列会出现以控制从导师那里学到的歌曲音节。在这里,我们通过延迟接触导师来消除导师经验和发展在神经序列形成中的作用。使用功能性钙成像,我们在没有导师的情况下观察神经序列,表明导师经验对于序列的形成不是必需的。然而,在接触导师之后,预先存在的序列可以与新的歌曲音节紧密相关。由于我们推迟了辅导,只有一半的鸟在接触导师后学会了新的音节。未能学习的鸟是前辅导神经序列最“结晶”的鸟,也就是说,已经与它们(未经辅导的)歌声紧密相关。
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证(未经同行评审证明)获得的是作者/资助者,他授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。这是该版本的版权持有人,该版本发布于2024年1月20日。 https://doi.org/10.1101/2024.01.17.576037 doi:Biorxiv Preprint
摘要在年轻动物中神经系统的关键目标是学习运动技能。Songbirds 11学会唱歌为少年,提供了一个独特的机会来识别技能12获取的神经相关性。先前的研究表明,在歌曲获取过程中,声带皮层的尖峰速率可变性大大降低了13个,这表明从基于速率的神经控制到14的过渡到14毫秒至少的运动代码,已知是成人人声表现的已知。通过15区分尖峰模式的合奏是如何通过皮质神经元(“神经16词汇”)和尖峰模式与歌曲声学(“神经代码”)之间的关系17在歌曲获取过程中的变化,我们量化了18个少年bengence bengengale bengengale bengengale bengengalesection of to song ockisition。我们发现,尽管率变异性的预计会下降(峰值词汇的19个学习相关变化),但最年轻的20名歌手中神经代码的精度与成年人相同,峰值正时的1-2毫秒变化转移到21个量子上,差异很大。相比之下,较长的时间标准的爆发率失败了22,会影响少年动物和成年动物的运动输出。在变化的尖峰速率和行为可变性水平上,始终存在23毫秒的电动机编码24表明,与学习相关的皮质活动的变化反映了大脑更改其尖峰25词汇以更好地匹配潜在的运动代码,而不是在26代码本身的准确性中匹配基础运动代码。27
“如果您可以制造一种可能影响特定枢纽基因的药物,那么您可能会影响周围的数百个其他基因,并看到宏观效果,”神经科学系副教授,电气和计算机工程系的副教授,大学的BIO5研究所成员。“例如,这可能是一种可能减慢阿尔茨海默氏病的药物。”
新出现的新迁移路线的可能性大概是1)相关的健身收益和2)该路线首先出现的概率。有人提出,截然相反的“反向”迁移轨迹可能是令人惊讶的普遍性,如果这种途径是遗传的,则可以得出结论,因此,它们可以构成分歧迁移轨迹的快速发展。在这里,我们使用了欧亚黑色库(Sylvia Atricapilla;“ BlackCap”)响起的回收和地理定位器Tra jectories来调查最近进化的最近进化的北向秋季秋季候选路线,并伴随着快速的朝北冬季范围的扩张 - 可以通过每个人群人口传统的南方偏向偏向偏向偏移的逆转来解释。我们发现,向北的秋季移民被回收到轴线逆转所指定的位置的距离,而不是偶然的预期,这与新迁移途径的快速发展通过方向变化一致。我们建议,轴逆转的出乎意料的可能性可能解释了为什么鸟类迅速和发散的冬季范围,并建议在表征基因组成的基因组成部分迁移时,了解迁移方向的编码至关重要。
两个夏天前,我对这些化学物质的有害作用有第一手经验。当我带狗莫莉(Molly)散步时,我注意到库珀(Cooper)的鹰在我的诺沃克(Norwalk)家的草坪上。我认为这很奇怪,因为鹰没有在我的面前飞走。当我和莫莉从我们的步行中回来时,鹰还在那儿,躺在背上并在周围拍打。意识到这是受伤的,我称韦斯顿野生动物保护区克里斯汀的小动物的克里斯汀·佩雷尼(Christine Peyreigne)。根据Peyreigne女士的说法,鹰的疾病可能是由杀虫剂和有毒物质引起的:“库珀的鹰队倾向于吃鸣禽……而鸣禽吃昆虫,”她说。“因此,当库珀的老鹰在喷洒大量农药的地区吃鸣禽时,有时我们会看到毒性。”幸运的是,克里斯汀的小动物能够拯救鹰并将其重新发布到野外。,但大多数被这些化学物质中毒的动物并不幸运。这一事件使我对农药,啮齿动物和其他化学物质如何影响野生动植物睁开了眼睛。
在1976年发现了唱歌和学习唱歌的特殊大脑结构。从那时起,随着势头的增长,关于鸟类大脑的结构,功能和演变,尤其是那些从事声音学习的人的大脑的结构,功能和进化,就有很多令人着迷的发现。不到一半的鸟类具有学习和复制新声音的能力。这些声乐学习者,鹦鹉,蜂鸟和鸣禽仅属于23个主要鸟类中的3个。他们具有产生学习的发声的必要前脑解剖结构。所有其他鸟类仅使用基础大脑结构来进行声带的产生,它们的发声是天生的,并且是从父母那里遗传的。是声乐学习者的鸟类,大多数人都知道鸣禽,尤其是金丝雀和斑马雀。这些是首选的主题,因为它们在圈养中很容易繁殖,并且表现出相反的声带学习行为。在斑马雀科中,只有男性唱歌,有声乐学习,并为此目的具有适当的前脑结构;他们是封闭的声乐学习者,将一首歌主题作为少年发展,并为终身唱歌。在金丝雀,男性和女性都唱歌,并且都具有声音学习的大脑结构;他们是开放式的学习者,就像人类一样,继续学习新歌。对这些的理解
社交互动对于模仿声学学习至关重要,例如人类的言语学习或鸣禽中的歌曲学习。最近,通过实验者控制的强化学习将特定的学习修改引入成人歌曲中已成为研究鸣禽中声乐学习方面的关键协议。这种形式的成人可塑性不需要作为模仿模型或提供有关歌曲表演的社交反馈的模型。因此,我们假设社会互动与歌曲修改学习无关,甚至抑制了歌曲的修改。我们测试了社会环境是否影响成年男性孟加拉雀科(lonchura striata himpera)中的歌曲序列学习。我们针对成年鸟类歌曲中具有负面听觉反馈的特定音节序列,这导致鸟类减少靶向的音节序列,以支持替代序列。在没有反馈的情况下进行捕获试验中的变化显而易见,表明学习过程。在具有三种不同的社会环境(男性 - 男性,MM;男性,MF;单独的MA,MA)的受试者中重复每个实验。我们在所有三种社会背景下都发现了强大的学习,与单身(MA)条件相比,与社会公司(MF,MM)相比,促进学习的趋势无关紧要。这种效果无法通过社会环境的顺序,也无法通过跨环境的不同歌唱率来解释。我们的结果表明,即使在实验者控制的强化学习任务中,社会环境也会影响成年鸟类的学习程度,因此表明社交互动可能会促进歌曲的可塑性,超出其已知的模仿和社交反馈角色。
脑机界面(BMIS)有望恢复运动功能受损,并用作学习学习的运动技能的强大工具。虽然基于肢体的运动假体系统利用非人类灵长类动物作为重要的动物模型,但1-4个言语假体缺乏类似的动物模型,并且在神经界面技术,脑覆盖范围和行为研究设计方面更具限制。5–7个鸣禽是学习复杂人声行为的有吸引力的模型。birdsong与人类的言语有许多独特的相似之处,8-10及其研究对学习,执行和维护声带技能背后的多种机制和电路产生了一般的见解。11–18此外,歌曲产生的生物力学与人类和一些非人类灵长类动物的生物力学相似。19–23在这里,我们演示了人声合成器