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鸣禽的鸣唱学习需要听觉反馈和相关核团的完整性,在幼年隔离或者双侧损毁前脑新纹状体巨细胞核外侧部(LMAN)以后,成年后鸣禽的发声会严重异常,呈现简单化和无序化,但是这种行为学变化的电生理机制还未揭示。高级发声中枢(HVC)是鸣禽鸣唱控制系统中,处于发声运动通路最高级的控制核团。HVC向其下一级核团古纹状体粗核(RA)发出纤维投射,构成了基本的鸣唱运动通路。HVC接受前脑听区听觉信息的传人,并将听觉反馈信息传递给RA核。因此,HVC在鸣唱学习与发声控制中承担了感觉运动整合的功能。以往的研究表明,HVC在鸣曲产生过程中,尤其是处理鸣曲成分即音节的时序信息上可能起着关键的作用。
在尚无前人经验情况下,本研究探索性地运用在体电生理细胞外记录的方法观察幼年(<30日龄)时隔离和损毁LMAN后成年白腰文鸟(Lonchurastriata)在麻醉状态下HVC核团内各种神经元的放电情况。结果如下:①与正常组相比,隔离或损毁后HVCx(HVC投向X区神经元)神经元各项电位特征指数均降低;②隔离后,HVC1(HVC中间神经元)神经元簇发内单波放电增多,但是簇发放电率下降,其下游HVCRA(HVC投向RA神经元)神经元放电率明显减少;③隔离或损毁LMAN后,HVCRA神经元的爆发放电消失;④损毁LMAN后,所有神经元的放电率均显著下降,放电间隔增长,频谱能量趋向低频,这种降低的趋势比隔离更严重。
结合以往的研究,我们发现白腰文鸟HVC神经元的电生理变化,与其发声变化是一致的,并推断这种电学变化来源于神经元和神经突触的变化,包括神经受体和递质的调控。