鸟鸣学习中也有“看不见的手”？
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文献：Elmaleh, Margot et al. “Sleep replay reveals premotor circuit structure for a skilled behavior.” Neuron vol. 109,23 (2021): 3851-3861.e4.
DOI：10.1016/j.neuron.2021.09.021
作者：Afurrybear | 封面：nimu nimu
鸟鸣可能是最接近于人类“语言”的动物交流之一了。鸣声乐段的获得依赖于关键期（critical period）老师（tutor，一般是父亲）的教学。一只鸣禽可能拥有若干乐段（song sequence），乐段中甚至存在简单的语法（syntax）。就像我们背书一样，鸣禽也需要牢牢记住整个乐段，以便未来在适当的时候一展歌喉，抱得美人归。哺乳动物的学习主要依赖神经元间连结的建立。这些具体的突触连接和调节，让我们把各种抽象存在的概念联系了起来，形成了牢固的记忆。
在鸟类鸣唱的过程中，有三个核团起到了重要的作用：HVC（Higher Vocal Center）、RA（robust nucleus of the arcopallium）和Uva（nucleus uvaeformis）。其中HVC受到Uva的神经信号调节，并将运动编码信息发送给RA，从而影响脑干（brainstem）对鸣管和肌肉的控制。那么，鸟类是如何在脑中存储这些语段呢？有哪些核团伸出了“看不见的手”，对这些记忆的存储进行调节呢？
Long等人利用高密度电极阵列记录了斑胸草雀（zebra finch）HVC的神经活动。他们发现，在斑胸草雀入睡后，HVC中也会复现出与鸣唱类似的神经活动模式。这种睡眠时的默记很像哺乳动物学习过程中海马（hippocampus）的重现（replay），但不同于海马的是，其神经活动的顺序与鸣唱时完全相同，不存在倒序现象。
- Elmaleh et al., Neuron -
这一现象的发现给鸣唱的记忆机制研究带来了突破口。既然HVC中已经存储了语段，那么这些语段的是否还依赖于Uva的调节？如果是，Uva的调节在时间精度上需要多细致呢？研究者们提出了三种假设：实时调控、音节（syllable）调控，和无调节。他们损毁了Uva脑区，发现HVC中的神经活动依然支持跨音节重现。由此，Long等人得出结论，HVC的连接模式足以指挥整个乐段的演奏。
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