声音交流的一个基本特征是轮流发言：当一个人说话时，另一个人倾听，然后回应。轮流发言需要个体之间信号时间上的精确协调。在过去的一年中，我们都发现在 Zoom 上交流时，听觉线索的时间中断——比如那些由糟糕的网络连接引起的恼人延迟——会使有效的沟通变得困难和令人沮丧。在声音交流过程中，两个人的大脑如何同步其活动模式以实现快速轮流发言？
我们在最近发表的一篇论文中通过研究专家——纯尾鹪鹩 (Pheugopedius euophrys) 的轮流发言来解决这个问题，这种鸟会唱精确定时的二重唱。我们的研究结果表明，协调能力依赖于来自一方的感官线索，这些线索暂时抑制另一方的发声。
这些鸟类唱二重唱，其中雌性和雄性交替发声，称为音节，速度非常快，听起来像是一只鸟在唱歌。这些鹪鹩生活在安第斯山脉斜坡茂密的竹林中。为了研究二重唱的神经基础，我们飞往厄瓜多尔，在那里我们用卡车装满设备，开车前往一个名为亚纳亚库生物野外站和创意研究中心的偏远野外站点。我们的大部分设备都需要电力，因此我们不得不携带汽车电池作为备用电源，并使用一根六米长的铜棒，将其打入松软的山地土壤中作为我们的接地线。我们的“实验台”是一扇我们放在两个鹈鹕牌手提箱上的门。
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首先，我们必须捕捉鹪鹩夫妇，因此我们用弯刀砍伐竹子并设置了雾网。然后，我们通过播放鹪鹩的二重唱来吸引鸟夫妇进入网中。为了观察神经元在二重唱期间的反应，我们手术植入了非常细小的导线到大脑的特定区域，称为 HVC。该区域的神经元负责产生鸣叫——也就是说，它们是前运动神经元——并且它们也对听觉信号做出反应。为了将神经信号（即动作电位）传输到计算机，然后将一个小型无线数字发射器连接到导线上。然后我们不得不等待鸟类唱出它们非凡的二重唱。
在二重唱期间，当每只鸟唱出其二重唱部分时，动作电位的数量会增加。最近在来自非洲的另一种二重唱鸟类——白眉织雀中也发现了类似的发现。然而，我们发现，当每只鸟听到其伴侣的声音时，动作电位的数量会降至基线以下；也就是说，大脑受到了抑制。
在最后一组实验中，作为 HVC 在听到伴侣声音时受到抑制的间接测试，鸟类被麻醉了一种阻断大脑中抑制性神经传递的物质。当抑制被阻断时，听到伴侣的音节会导致 HVC 中动作电位数量的增加。这个实验为我们提供了额外的证据，表明来自伴侣的听觉线索，在麻醉下揭示，在鸟类清醒时会抑制 HVC 中的鸣叫前运动回路。
抑制是轮流发言的一种有趣的机制，因为它防止两只鸟互相抢唱。此外，类似于在蹦床上弹跳，抑制创造了“反弹”或更快反应的能力，这可能有助于音节的快速交替。总而言之，两只鸟之间的交替活动是由个体之间的听觉联系驱动的。也就是说，雌性 HVC 的活动增加，从而产生她的音节。这个信号被雄性感知到，并抑制 HVC 的活动，阻止他唱歌。然后 HVC 活动反弹，HVC 非常活跃，产生雄性音节，这反过来又被雌性感知到并抑制她的大脑。同样，在具有听觉延迟的 Zoom 通话期间，当我们最终听到某人在说什么时，我们的大脑会受到抑制。这会扰乱我们的言语模式，并使轮流发言更加困难。
这项研究还表明，当个体在共享行为中互动时，他们充当一个单一的实体。这个概念对于任何群体生物合作产生大于其各部分之和的共享行为都很重要；例如，人们跳探戈，或几个人在乐队中演奏。为了协调他们的行为，所有参与者的大脑必须连接在一起，成为一个单一的单元。
这是一篇观点和分析文章；作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。