大脑冷却解答关于鸟类行为的问题

冷却鸟类大脑的某些部分揭示了关于运动行为的线索

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我们有些人唱歌,有些人只是动动嘴唇,但我们都依赖我们的大脑来协调即使是最简单的运动行为。对运动背后的大脑活动感兴趣的科学家经常使用鸟鸣作为模型,因为某些歌曲每次都以相同的方式演唱,为研究提供了自然控制的环境。现在,研究人员使用一种冷冻技术解决了关于鸟鸣必需的大脑区域层级结构的长期谜团,这种技术可以梳理出许多复杂动作背后的相互关联的过程。

鸟鸣专家一直在争论HVC(“高级发声中心”的缩写)是否控制着旋律音符的持续时间和开始时间或时序,或者持续时间或开始时间是否在其他地方控制,例如在弓状苍白球的健壮核(RA)中。但他们受阻了,因为手术切除任何一个区域都会阻止鸟类唱歌。

由于已知脑细胞活动在低温下会减慢,马萨诸塞州理工学院的迈克尔·朗和米歇尔·费将微小的导线插入斑胸草雀的HVC和RA中,以传输热量进出。冷却HVC使歌曲的速度降低了高达40%。冷却RA几乎没有影响,这意味着HVC在歌曲生成中起着更中心的作用,控制着音符何时开始以及持续多长时间。鸟类从这种“局部冷却”中完全恢复,使其成为研究依赖于大脑区域组合的许多复杂行为的强大工具。


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杜克大学的埃里希·贾维斯预测,使用局部冷却的研究“可能解释超出歌曲控制系统,甚至超出语音系统的过程”,他没有参与这项研究。贾维斯解释说,控制运动行为的时间和顺序的神经网络相对不为人所知;冷却可以阐明大脑如何协调从鸟类拍打翅膀到人类的手语和舞蹈等一切活动。

注意:本文最初以标题“大脑冻结”印刷。

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