科学家将“记忆”植入鸟脑中 教给它们从未听过的歌曲

科学家将“记忆”植入鸟脑中 教给它们从未听过的歌曲
2019-11-02 11:49:22

婴儿通过模仿父母和重复他们不知道的行为来学习说话。德克萨斯大学西南大学的研究人员在研究声音学习过程中大脑中发生的事情时,设法将“记忆”植入斑马雀的大脑,并教它们唱一首从未真正听过的歌。

雀形目的父亲年轻时给小鸟唱歌,最终小鸟开始模仿它们。随着时间的推移,他们会掌握这首歌并传给后代。在某种程度上,斑马雀展示了人类声音发育的简化版本。

然而,在这项新的研究中,研究人员绕过了这个过程,直接操纵百灵鸟的大脑,在没有任何父母指导的情况下直接向它们教授一些歌曲。

他们利用光遗传学解决了这个问题,光遗传学是一种利用闪光灯刺激大脑中某些神经元的技术。在这种情况下,科学家操纵大脑中处理动物听到的声音的部分和控制声音“运动”的部分之间的联系。事实上,它们正在创造通常来自外部的听觉记忆,鸟类自然试图模仿信号。

研究人员用莫尔斯电码教鸣鸟音节应该有多长。较长的光脉冲告诉他们唱较长的音节,反之亦然。诚然,这些鸟最终学会了唱歌,尽管它们从未被成年鸟教会过。

这首歌本身比鸟儿自然歌唱简单得多。音节长度只是复杂音乐作品的一部分。研究人员说,他们仍然不知道大脑的哪个部分控制其他方面,比如音调和每个声音的顺序。

该研究的首席研究员托德·罗伯茨说:“我们没有教给鸟类所有它们需要知道的信息,只教给它们音节的持续时间。”“我们在这项研究中测试的两个大脑区域只代表一个问题。如果我们找到其他方法,我们可以假设一只鸟在没有任何来自它父亲的互动的情况下歌唱,但是要实现这个目标,我们还有很长的路要走。”

这不是科学家第一次能够有效地将记忆植入动物大脑。去年,一个研究小组表明,学习行为可以从一只海螺中提取出来,注射到另一只海螺中,这样接受者的蜗牛就会对刺激做出反应,就像捐献者的蜗牛一样,即使接受者从未见过给予者。

这项工作可能开拓研究方法,并可能治疗人类的某些语言障碍,但由于人类的治疗方法要复杂得多,仍有许多工作要做。

这项研究发表在《科学》杂志上。