中枢胆碱能系统投射支配鸣禽鸣唱控制系统并调控鸣唱行为

鸣禽因其独特的习得性鸣唱行为,成为了研究运动学习的理想模型。现已证实,鸣禽的鸣唱行为受前脑内的鸣唱控制系统直接调控。有证据显示,鸣唱控制系统内有胆碱能递质及其受体分布,其中发声运动核团接受来自基底前脑中枢胆碱能系统的胆碱能神经支配,其可通过胆碱能递质影响发声运动核团的神经活动,进而影响鸣唱行为。在哺乳动物中的研究证实,中枢胆碱能系统参与了对运动行为和运动学习神经过程的调控。了解中枢胆碱能系统对鸣禽鸣唱行为的调控作用,有助于更好地理解鸣禽鸣唱运动控制和鸣唱学习记忆的神经机制,并可从比较生理学的角度,为研究其它动物感觉运动和学习记忆的神经过程,乃至人类语言产生的神经过程提供重要参考。本文对迄今国内外在胆碱能递质对鸣禽发声运动核团作用受体的选择性及其对神经元活动影响的研究进展进行了综述,为揭示中枢胆碱能系统调控鸣禽鸣唱行为的神经机理提供有价值的线索。     

鸣禽发声学习行为的神经生物学机制

鸣禽发声学习的控制系统主要由一条直接神经通路和一条辅助神经通路组成,由前脑控制发声学习的最高中枢ＨＶＣ、旁嗅叶的Ｘ区和巨细胞核外侧部（ｌＭＡＮ）组成的辅助通路,对鸟类发声学习行为的发育和调制具有重要作用。发声控制系统中神经元类型、数量及再生与更替、神经组构及其重组、神经介质和受体的分布等差异,决定了鸣禽在发声学习行为表现的差异以及性双态性。本文对近年鸟类控制发声学习行煌神经生物学机制的进展作了较为     

综述与专论: 鸣禽模型在语言学习中承担独特的生物学角色

鸣禽鸣唱与人类语言相似，是一种复杂的发声学习行为，并受脑中一组相互联系的神经核团调控。该组核团与人类发声控制相关脑区具有一定程度的结构同源性，并可能共享某些发声学习调控机制。因此，鸣禽成为研究发声学习神经机理的重要模式动物，不仅对鸟类语言学习，也可为揭示人类语言学习的神经过程和语言障碍的治疗提供重要参考借鉴。本文基于本课题组长期坚持的研究方向，较系统地概述了国内外鸣禽鸣唱行为研究的历史、重要发现和进展，及其为相关中枢神经系统疾病治疗带来的启示。     

成年鸣禽习鸣脑区的神经发生

成年鸣禽习鸣脑区可产生新的神经元。这些新生神经元沿神经胶质纤维迁移至鸣禽前脑高级发声控制与发声学习中枢,加入到原有的神经回路,参与发声学习记忆的感知与运动过程。这提示神经可塑性不仅适用于脑的发育,而且也是成年动物脑功能神经回路的一种正常过程。     

鸣禽与人类发声器官及发声行为神经控制通路的比较

与人类语言学习或形成一样,鸣禽鸣唱也是一种发声学习行为,二者具有一定的相似性,例如发声学习过程均需听觉反馈的参与,幼年期具有更强的发声学习能力,可对复杂的声学结构和音节序列进行控制等。尽管鸣禽和人类的发声器官在结构上有很大差异,但二者发声的物理机制仍表现出很强的相似性。虽然相比于其他哺乳动物,鸣禽和人类的亲缘关系很远,但通过对比发声行为产生的基础通路——脑干先天发声控制通路,以及与发声学习相关的更高神经水平的发声运动和学习通路脑区位置、相互联系、功能及基因表达谱,提示鸣禽鸣唱和人类语言的神经控制具有一定的进化相似性。这些共同特征使得鸣禽成为了研究发声学习的理想模型。本文对鸣禽与人类的发声器官及发声行为的神经控制通路进行了比较,并对鸣禽模型在人类失语症治疗研究中潜在的应用前景进行了展望,以期为研究人类语言学习的神经机制及语言障碍的治疗带来理论参考和借鉴。     

鸣禽前脑X区结构功能的研究进展

鸣禽鸣唱与人类说话一样,都是在教习和听觉反馈下形成的感知运动学习过程。鸣禽鸣唱的发育和成熟巩固依赖于发声通路和前端脑通路组成的鸣唱系统的完整。前端脑通路中的X区在鸣唱学习记忆中扮演着重要角色。本文就X区的形态组织结构、在鸣唱发育与成熟巩固中的作用、突触可塑性的研究进展进行了综述,并且将X区与哺乳动物基底神经节的学习记忆功能做了比较。     

鸣禽栗鹀前脑鸣啭控制核团与性腺体积的相关性 *

用组织学技术和微机处理方法研究了春秋两季雄性成年鸣禽栗鹂前脑鸣啭相关核团体积与性腺体积之间的相关性。结果表明,与鸣啭控制直接相关的核团HVC、RA以及在鸣啭学习中具有重要作用的X区体积均随睾丸体积变化而发生显著的正相关性变化,而与发声无关的对照核团则没有这种相关性。     

雌激素对鸣禽中枢神经系统的调控作用

鸣禽是研究人类语言学习与产生的重要模式动物。鸣禽鸣唱需要感知和运动技能学习等神经过程的参与。鸣禽脑内的雌激素主要是雌二醇(estradiol, E2),由脑内睾酮(testosterone, T)通过芳香化酶的作用转化而来。目前已在雌激素对鸣禽中枢神经系统的调控作用方面获得了一系列重要成果,主要集中在雌激素对鸣禽听觉编码、脑损伤修复,以及空间记忆和鸣唱行为的调控作用。该文对雌激素调控鸣禽中枢神经系统进展进行论述。     

鸣禽端脑发声运动通路的电生理学特性

鸣禽是除了人类以外极少数具有发声信号学习能力的动物,其已成为研究运动序列控制和学习记忆神经过程的理想模型。鸣禽端脑中的高级发声中枢(high vocal center)、弓状皮质栎核(robust nucleus of the arcopallium)和脑干中的运动核团构成了控制发声的运动通路。该文对鸣禽端脑发声运动通路的电生理学特性及其在发声控制和鸣唱学习中的作用进行了全面的分析综述。     

鸣禽鸣叫学习的神经生物学机制

鸣禽鸣叫具有复杂的神经生理和生化基础,表现为一种复杂的学习过程。鸣啭控制系统是研究神经系统与学习、行为和发育关系的重要模型。而鸣禽鸣叫学习行为与鸣啭控制系统内长时程增强效应、神经元超微结构的改变和神经核团内的电活动、激素水平高低及其周期性变化、神经元再生或改变、即早基因的表达等方面密切相关。对鸣禽鸣叫的神经生物学机制进行了综述。