工程师们使用五彩纸屑大小的装置来改变鸣禽的音高，提高对人类语言的理解

亚利桑那大学的工程师们发明了一种微型无线设备，可以快速改变成年鸣禽的音高，目的是更好地理解人类大脑中的交流和语言。

的人类的大脑负责语言和交流的区域通过允许我们与朋友交谈，在紧急情况下大声呼救以及在会议上提供信息等事情来保持我们的世界运行。

然而，对于大脑的这些部分是如何工作的科学理解是有限的。因此，如何改善语言障碍或语言习得等挑战的知识也是有限的。

亚利桑那大学的一个研究小组正在使用一种超轻的无线植入物来研究鸣禽——为数不多的具有和人类一样学习新发音能力的物种之一——以提高对人类语言的科学理解。一篇关于他们工作的论文今天发表在杂志上自然通讯。

“使用天线设计和优化电子技术的新方法，我们能够将设备与现有版本相比大幅缩小，大约只有一角硬币大小的三分之一，薄如一张纸，”首席作者Jokubas Ausra说，他是古特鲁夫实验室的生物医学工程博士生，该设备是在那里创建的。

有几种方法设备可以用来研究大脑行为和发声之间的联系。它可以监测鸟类的轻微温度变化，以表明鸟类最可能唱歌的时间。利用一种称为光遗传学的技术，研究人员可以调节用于鸟鸣的大脑区域的神经元群。在这项研究中，研究小组发现，在鸟鸣过程中，使用他们独特的装置远程控制特定的神经元，可以改变鸟鸣的音调。

“我们很高兴能够扩大神经科学家的工具箱，并希望能够进行许多令人兴奋的研究，以破译大脑的工作原理，”资深作者菲利普·古特鲁夫(Philipp Gutruf)说生物医学工程以及亚利桑那大学工程学院的Craig M. Berge研究员。

Gutruf实验室已经开发了其他用于监测啮齿动物大脑活动的无线轻型设备，但鸟类在3D空间中移动的能力代表了一个额外的挑战。这个微小的装置可以让鸟儿不受限制地移动——通过仔细管理无线传输到植入物的能量，这是一个突破。

“因为……小尺寸“而且重量轻，鸟类可以自由移动，并且在植入物的情况下永久生活，而不会影响它们的行为或健康，这为研究声音交流的基础开辟了许多可能性，”共同资深作者朱莉米勒说，她是亚利桑那大学神经科学和言语、语言和听力科学的助理教授。

该团队的下一个目标是扩展设备的功能，以记录神经元的活动。这可以让研究人员可视化大脑的活动在歌曲的学习和演奏中获得更深层次的理解大脑机制。

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