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研究者对记忆的研究表明(研究人员将记忆)

研究者对记忆的研究表明(研究人员将记忆)通过控制大脑两个区域之间的相互作用,罗伯茨博士的团队在斑马雀中编码了记忆,而这些斑马雀没有父母的辅导经验。鸟类利用这些记忆来学习歌曲的音节,每个音符的持续时间对应于光保持神经元活跃的时间。曝光时间越短,音符越短。科学家通过操纵NIf和HVC大脑区域之间的神经元活动,将记忆人工编码到鸟类中神经科学家托德·罗伯茨博士说:“这是我们首次确认对行为目标记忆进行编码的大脑区域,这些记忆在我们语音模仿,学习钢琴时为我们提供指导。这些发现使我们能够将这些记忆植入鸟类,并指导它们对歌曲的学习。”这项发表在《科学》杂志上的研究概述了科学家如何通过光遗传学激活神经元的回路。光遗传学是一种相对较新的工具,可以利用光来监视和控制大脑活动。研究人员使用一种斑马雀,这种鸟和人类的声带发育过程中有许多相似之处:在其生命早期,这种鸟类听到其父母的歌唱,最终记住了这些音符。它们在练习了数万次之后学会复制行为。

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神经科学家托德·罗伯茨博士

言语是学会的。我们的小时候,父母不断重复某个词汇,比如“爸爸”、“妈妈”,慢慢重复这些简单的音节,听了几个月的声音之后,婴儿开始模仿。

这些是我们智力发展的关键步骤,但是声音学习的许多组成部分仍然是个谜。大脑如何编码模仿父母讲话所需的记忆?当该过程出错时,科学家可以进行干预吗?

美国德克萨斯大学达拉斯西南医学中心的研究人员已经开始在一项新的鸣禽研究中试图回答这些问题,该研究证明可以将记忆植入大脑来教授发声,无需父母的任何教导。

神经科学家托德·罗伯茨博士说:“这是我们首次确认对行为目标记忆进行编码的大脑区域,这些记忆在我们语音模仿,学习钢琴时为我们提供指导。这些发现使我们能够将这些记忆植入鸟类,并指导它们对歌曲的学习。”

这项发表在《科学》杂志上的研究概述了科学家如何通过光遗传学激活神经元的回路。光遗传学是一种相对较新的工具,可以利用光来监视和控制大脑活动。

研究人员使用一种斑马雀,这种鸟和人类的声带发育过程中有许多相似之处:在其生命早期,这种鸟类听到其父母的歌唱,最终记住了这些音符。它们在练习了数万次之后学会复制行为。

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科学家通过操纵NIf和HVC大脑区域之间的神经元活动,将记忆人工编码到鸟类中

通过控制大脑两个区域之间的相互作用,罗伯茨博士的团队在斑马雀中编码了记忆,而这些斑马雀没有父母的辅导经验。鸟类利用这些记忆来学习歌曲的音节,每个音符的持续时间对应于光保持神经元活跃的时间。曝光时间越短,音符越短。

具体来说,研究人员利用光遗传学来操纵这种鸟类脑部NIf(听觉-运动皮层)区域的神经元活动,并控制其发送给HVC(发声控制最高中枢)的信息,HVC是与听觉经验有关的另一个大脑区域。

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Nif区域在形成音节特有的记忆中发挥作用

罗伯茨博士的团队除了证明Nif在形成音节特有的记忆中的作用外,还发现这些记忆在形成后就被存储在大脑的其他地方。科学家通过在学习过程的不同点切断NIf和HVC之间的交流证明了这一点:已经形成记忆的斑马雀可以重复这鸣叫,而那些在神经交流被切断后才进行辅导的斑马雀不能复制这些鸣叫。

罗伯茨博士说,他的实验室将检查携带不同种类信息到HVC的其他大脑区域,希望对行为目标记忆的其它特性如何形成有更全面的了解。

罗伯茨博士说:“人脑以及与语言相关的形成路径比鸣禽的脑电路复杂得多。但是我们的研究为寻找神经发育障碍的更多理解提供了强有力的线索。”

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