多巴胺系统调控鸣禽鸣唱相关神经核团及鸣唱行为

鸣禽的鸣唱与人类的语言产生相似,是一种复杂的习得性行为.因此,鸣禽可以作为研究人类语言学习与产生的重要模式动物.鸣禽鸣唱受到相互联系的鸣唱控制核团调控.多巴胺作为脑内重要的神经递质,参与调控哺乳动物多种活动.多巴胺及其受体在鸣禽鸣唱相关神经核团大量分布.近期研究表明,多巴胺通过调控鸣唱相关核团,促进鸣禽幼年期鸣曲学习、成年期鸣曲保持以及求偶性鸣唱的产生.本文结合本课题组的研究工作,对近年鸣禽多巴胺系统调控鸣唱相关神经核团及鸣唱行为的研究进展进行了综述,并提出了多巴胺信号调控鸣禽鸣唱学习行为的潜在机制.     

听觉反馈与鸣禽鸣唱学习可塑性

对近年来听觉反馈在鸣禽鸣唱学习可塑性方面的研究进行综述．鸣禽的鸣曲学习与人类的语言学习都是一种依赖于听觉反馈的模仿学习．在鸣曲学习过程中,幼鸟根据听觉反馈的信息对鸣曲进行比较和修正,使其不断完善;在鸣曲维持过程中,成鸟通过听觉反馈实时监测自己鸣曲的完整性与准确性,使鸣曲保持稳定．鸣曲的输出与听觉反馈信息在鸟脑中得到整合,并指导下一次鸣唱做出适当的调整．近年来,这种感觉与运动信息在鸣禽发声核团中的整合机制逐渐引起了国内外研究者的兴趣．其中,新纹状体巨细胞核外侧部(LMAN)神经元对自鸣曲(BOS)高度选择性的听觉应答在鸣曲去稳定化过程中的作用,以及高级发声中枢(HVC)中镜像神经元的发现,为今后的研究提供了重要的线索．     

鸣禽前脑听觉和鸣唱系统zenk基因的诱导表达

鸣曲和鸣唱行为可以诱导鸣禽前脑不同区域的zenk基因表达.鸣禽听到同类鸣曲时在听觉系统会出现zenk表达,并在致聋后这种诱导消失.而鸣禽鸣唱时,在鸣唱系统同样有zenk基因的表达,且不依赖于听觉反馈,因为致聋鸟只要发声就可以诱导表达.大量的研究表明,zenk基因在听区的诱导表达不仅可对同类鸣曲进行识别,而且在教习曲模板的记忆方面发挥重要作用.鸣唱系统zenk基因诱导表达则主要与鸣曲的产生与维持有关.zenk基因在两个系统中的诱导表达将听觉感知与鸣唱运动紧密联系起来.     

鸣禽发声器官在鸣啭过程中的功能

鸣禽的鸣啭是一种习得行为,与人类的学习过程较为相似.因此鸣禽作为一种动物模型在研究人类学习记忆方面得到广泛的应用.鸣管和鸣肌是鸣禽鸣啭的主要器官,对鸣啭过程起着复杂的调节作用.此外,不同的鸣禽在鸣啭时,其发声器官具有不同的侧别优势.对近年在鸣禽发声器官功能方面的研究进行综述.     

致聋对鸣禽鸣唱行为的影响

鸣禽的鸣啭系统已是当今研究学习和记忆的重要模型。鸣禽的鸣啭学习包括2个阶段：感觉学习期和感觉-运动学习期,以及鸣唱运动和鸣唱学习2条通路。鸣禽的鸣唱行为依赖于听觉反馈系统,现已经证明致聋会使鸣曲结构发生变化,主要对近年来在致聋与鸣唱行为的影响及一些电生理变化研究方面进行介绍。     

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。     

鸟鸣及其鸣唱控制系统发育可塑性研究进展

鸟类的鸣唱控制系统已成为研究神经系统与学习、行为和发育相关的一个重要模型。鸣禽鸣唱学习行为的神经基础为脊椎动物复杂习得行为的解剖学功能定位提供了一个范例。它也可为我们研究人类语言学习记忆提供借鉴,对近年来在鸟类鸣唱及其呜唱控制系统发育可塑性方面的研究进展进行了综述。     

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。