这里是科学美国人——60秒科学
婴儿总被人类的语言所包围,他们一直在倾听和处理这些语言 。最终,他们将不同的声音组合起来,说出“爸爸”或“妈妈” 。但对神经科学家来说,大脑到底是如何将这些声音组合在一起的,仍然是个谜 。
为了解决这个问题,一个研究小组找来了人类婴儿在语言学习方面经常使用的替身:学习鸣叫的斑胸草雀 。
“大约70年前我们就已经知道,鸣禽通过听其父亲或其他成年鸟的鸣叫来形成初次记忆,以此学习歌唱 。之后他们用这些记忆来指导歌唱学习 。”
得克萨斯州西南医学中心的神经科学家托德·罗伯茨说到 。
“此领域的一个长期目标是,试图弄清这种记忆如何在大脑中形成或确定其在大脑中的位置 。这种学习形式,鸟类进行的这种模仿学习,非常类似于我们经常采用的学习类型——特别是我们年轻时,会用这种学习类型指导语言学习 。”
罗伯茨及其团队预感到,大脑感觉区和运动区之间的界面是这一学习过程的关键,他们将注意力集中在一组名为NIf的脑细胞上 。
“为了证明我们是对的,并且能识别出这些回路,我们想或许可以试试看能否植入假记忆 。”
为此,研究人员使用了一种被称为“光遗传学”的技术 。首先,他们用病毒使鸟类“Nif”脑细胞上的神经元对光敏感 。然后,他们用微小电极做闪光灯,刺激神经元 。每个光脉冲的长度与神经元点火的时间量相对应 。而鸟类大脑将这个时间段解释为每个音符的长度 。
很快,鸟儿开始练习它们学到的音符,尽管它们起初从未真正听过这些声音 。这些鸟刚开始学的歌不会带来任何好处 。但令人惊讶的是,鸟儿在正确的社会环境中产生了这些歌 。研究人员说,这是人类首次准确找到大脑中产生模仿声音所需记忆的部分 。这项研究发表在《科学》期刊上 。
“这系列研究将帮助我们,开始识别大脑中哪个区域将指导学习的相关社会经验编成记忆 。我们知道,人类有几种神经发育障碍对这种学习类型有着非常深远的影响 。”
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学 。我是杰森·古德曼 。
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