近期，得克萨斯大学西南医学中心的研究人员通过操控鸟儿学习鸣叫的大脑区域，向幼小斑马雀的大脑中植入记忆，竟“教”幼年鸟儿学会了鸣叫，研究成果发表在Science上。
对此，研究人员表示，“我们首次证实大脑区域可以编码行为-目标记忆，当我们想要去模仿任何事情时，这些记忆可以用来指导我们。”
和婴儿咿呀学语一样，鸟儿也是通过记住父亲的叫声，慢慢模仿来学习鸣叫。人们要从观察中学习，就必须创建一个记忆来记录别人做的正确的事情，然后利用这些感官信息来指导运动系统学习一些行为，但目前为止，科学家们并不清楚这些记忆究竟在哪里？到底是如何形成的？
得克萨斯大学西南医学中心助理教授 Todd Roberts 和他同事对此产生了极大兴趣，他们的研究方向是了解记忆如何在大脑中编码，特别是指导语言和社交技能发展的记忆。
图 | Todd Roberts 在观察斑马雀。 （来源：得克萨斯大学西南医学中心）
既往研究显示，鸟儿大脑中 HVC 区域对于它们学习鸣叫非常重要，而打乱这一区域的活动就会干扰鸟儿们学习鸣叫的能力。在鸟儿鸣叫开始和结束时，大脑中 NIf 区域中的神经元激活，从而将信号输入 HVC 区域。
为了深入了解其中机制，研究人员使用幼小的雄性斑马雀进行了实验，这些幼小的斑马雀从未向成年斑马雀学习鸣叫。他们使用光遗传学技术，操控了鸟儿大脑中 NIf 和 HVC 神经元之间连接或突触的神经活动，即通过将基因插入神经元中，这些神经元可以被光控制，然后使用小光纤电缆将光照射到选定的大脑区域。
图 | 鸟儿也是通过记住父亲的叫声，慢慢模仿学习鸣叫 （来源：网络）
研究小组发现，使用短脉冲光照射时，这些鸟儿就会发出短音节的叫声，而给予长脉冲光，鸟儿就会发出长音节的鸣叫。他们说，“我们在鸟儿的大脑中发现了一条通路，一旦激活，就会给鸟儿植入记忆，改变音节长度。“
接着，研究人员发现，幼年斑马雀同时接受光刺激和与成年斑马雀互动后，它们的鸣叫与只接受光刺激的斑马雀相似，这表明光遗传学刺激可以替代向成年斑马雀学习鸣叫。
但是，虽然这种操作可以影响斑马雀鸣叫的持续时间，不过，鸟儿鸣叫时还有其他特征，如音高和如何正确排序音节，接下来，科学家将进一步识别其他大脑回路，并研究这些记忆的编码机制以及它们在大脑中的存储位置。
（来源：得克萨斯大学西南医学中心）
人类的声音学习包括几十个基因，这些在鸣叫的鸟儿中也表现出了类似的活动模式。鉴于这些相似之处，研究人员说，“鸟儿大脑中声音学习的机制可成为理解动物是如何从社交经验中学习的模型。我们可以利用这些信息来精确定位大脑中的回路，这些回路可能在自闭症等神经发育疾病中影响较大。”
芝加哥大学神经科学家 Sarah London 也认为本次研究中使用的方法可以作为一个模板，进一步识别鸟儿鸣叫的其他特征从何而来，对鸣禽的研究与我们对学习和记忆的理解密切相关。
歌唱学习是一种复杂的行为，需要多个大脑区域来协调它们的功能，研究斑马雀唱歌可以让我们深入了解“成熟的神经回路是如何被环境所影响”，包括大脑内部环境和外部社会环境。
之前有研究显示，科学家能够在老鼠身上植入记忆，使它们在特定的地方得到奖赏，虽然这一技术用于人类还有很长的路要走，但或许终有一日，我们也许能够改变与心理创伤相关的记忆，或者将美好记忆以新方式与人分享。
