本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
我敢打赌你熟悉这首曲子
（为纪念谢尔曼兄弟之一罗伯特·谢尔曼逝世，他们是老迪士尼电影中许多精彩歌曲的幕后创作者）
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即使您不订阅，如果您听这首曲子，很可能也能哼唱出其中的片段（除非您是音盲，否则就另当别论了）。这是因为我们很多人都依赖于听到歌曲和言语才能学习词汇和曲调，并正确地重复它们。但是，如果有人在生命中的某个时刻失聪，他们的言语，特别是言语，就会开始退化。他们变得难以理解，并失去像语调变化这样的东西，这些变化使我们听到的词语听起来自然。
在这一点上，人类很像鸟类。
鸟类依靠听歌来学习歌曲，然后会重复唱出来。下面我们有一只年轻的雄性斑胸草雀，达到成熟期，唱着典型的歌曲
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然而，如果你让这只鸟失聪，两周后，它的歌声就会退化并失去复杂性。
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当您查看歌曲的图形表示时，您可以看到这种情况发生。
之前
（点击放大）
之后
那么当这些鸟类失去听力时会发生什么呢？
Tschida 和 Mooney。“致聋驱动对学习发声至关重要的感觉运动核中特定细胞类型的树突棘发生特异性变化”《神经元》，2012 年 3 月 7 日。
涉及的关键大脑区域似乎是高级发声中心，这是鸣禽大脑中的一个区域，用于鸟鸣的学习和产生。该区域具有我们称之为感觉运动功能的功能。它可以处理感觉信息（在本例中为声音），并在控制鸟类随后发出的声音中发挥作用。在本例中，高级发声中心的神经元连接到基底神经节等区域的运动系统，以控制鸟类发出的声音。
本研究的作者想特别研究高级发声中心，以了解它如何对致聋做出反应，以及该区域的反应对鸟类致聋后如何唱歌意味着什么。为了了解大脑如何实时响应致聋，他们使用了一种称为双光子显微镜的技术，该技术使用光来激发荧光染料。这可以在活体大脑中完成，并深入到大约一毫米的距离。这不算多，但对于斑胸草雀的高级发声中心来说已经足够了。他们将称为逆行示踪剂的荧光染料注射到高级发声中心的下游靶点中。高级发声中心投射到纹状体 X 区和鸣管前核 RA。逆行示踪剂是会被摄取并逆行运输回神经元最初投射来源的示踪剂。由于所有投射都来自高级发声核，因此染料都应最终到达高级发声核，一种颜色来自纹状体 X 区，另一种颜色来自鸣管前核 RA。然后您可以使用光来激发染料，您会得到这样的结果
（太美了，是吧。照片说明和鸣谢：神经元（神经细胞）用绿色荧光蛋白标记，大脑中的其他神经元在背景中用红色或蓝色示踪剂标记。蜘蛛状树突上的小球状物（即树突棘）显示神经细胞连接和交流的位置，称为突触，当这些棘随着时间的推移而收缩时，这预示着鸣禽的发声能力会退化。鸣谢：Katie Tschida，杜克大学神经生物学系）
这项技术非常具体，您可以看到微小的树突棘和神经元相互连接的实际突触。因此，您可以看到高级发声中心的连接如何变化，并且通过不同的颜色染料，您可以看到哪个通路受到影响，纹状体 X 通路为一种颜色，鸣管前核为另一种颜色。这对于了解斑胸草雀失聪时会发生什么至关重要。
他们注射了所有这些示踪剂（用荧光蛋白标记神经元），并拍摄了正常鸟类神经元的图像。然后，他们移除了鸟类的耳蜗（内耳区域），使其失聪。然后，他们继续拍摄高级发声区域神经元的图像，并能够将它们与鸟类歌曲的退化程度相关联。
他们发现退化发生得非常快，在鸟类失去听力的 24 小时内。但只有一种类型的突触开始退化，即通向纹状体 X 通路的突触，而不是通向鸣管前核的突触。
但是鸟类的歌曲需要 2-3 天才能退化，而突触的退化只需 24 小时。事实证明，突触的退化可以预测鸟类歌曲的退化程度，比歌曲的崩溃提前约 12 小时。
因此，高级发声核中的神经元具有响应致聋而退化的突触，这意味着它们无法接收听觉输入。退化的突触专门是通向纹状体通路的突触，纹状体通路是基底神经节的一部分，基底神经节控制运动输出和鸟类歌曲的产生。这可能意味着，在致聋后，无法处理声音意味着斑胸草雀无法成功地采取行动来改变产生歌曲的运动输出，从而导致鸟类的歌曲在致聋后崩溃。
这样的发现真的很酷，不仅因为他们可以使用双光子显微镜来实时成像活鸟体内的细胞。这也是一项非常有趣的研究，研究了致聋大脑随着时间的推移会发生什么变化。我们知道人类的致聋会导致类似于鸟类发生的解剖学变化，但我们尚不确定这些变化有多相似。但像这样的发现可以用来了解人类如何对声音处理的变化做出反应，特别是言语区域和言语产生在致聋后可能会退化多少。
Katherine A. Tschida 和 Richard Mooney (2012)。致聋驱动对学习发声至关重要的感觉运动核中特定细胞类型的树突棘发生特异性变化。《神经元》