研究发现在songbird多巴胺的大脑可塑性的作用
麻省阿默斯特大学的神经科学家已经在新研究证实了多巴胺起着关键作用的鸣禽如何学习复杂的新的声音。
发表在《神经科学杂志》上这一发现,多巴胺驱动器的听觉大脑皮层可塑性斑马雀了新的为推进的理解函数的神经递质在大脑的一个区域编码复杂的刺激。
“人们将多巴胺与奖励和快乐,”主要作者说Matheus Macedo-Lima,谁在实验室进行研究的资深作者路加福音Remage-Healey博士生研究生项目在马塞诸斯州大学阿默斯特学院的神经科学和行为。“这是一个非常著名的概念,多巴胺是参与学习。但是知识在大脑中多巴胺相关领域的感觉处理是有限的。我们想了解多巴胺是否发挥了作用在这个大脑区域如何学习新的声音或更改的声音。”
在鸣禽学习声乐的学习提供了洞察如何学习口语,增加行为神经学家Remage-Healey,心理和大脑科学教授。“不仅仅是songbird想出这个策略使用多巴胺绑定的声音和意义。这里有一些平行,我们作为人类感兴趣。”
该研究小组进行了一系列的实验在体外和体内,戳神经元在显微镜下和活禽的大脑中观看视频和听力的声音。最终,科学家们获得解剖、行为和生理证据来支持他们的假设对多巴胺的作用。
使用抗体,研究人员发现多巴胺受体存在于许多类型的神经元在songbird大脑听觉¬——他们可以抑制或兴奋,可能也含有一种酶,这种酶产生雌激素。“Remage-Healey博士的研究表明,在大脑听觉鸣禽的男女,神经元产生雌激素在社交场合,当听鸟鸣或看到另一只鸟。我们认为多巴胺和雌激素可能合作的良好的学习过程,但这项工作集中在多巴胺因为仍有太多我们不知道大脑多巴胺影响songbird,如何“Macedo-Lima解释说,现在在马里兰大学博士后。
Macedo-Lima开发了一个测试,类似于著名的巴普洛夫的狗实验,小鸟独自坐在室和是一个随机的声音之后,立即无声视频的其他鸟类。“我们想要专注于一个毫无意义的之间的关系来说语气和行为有关的事情,这是另一个视频上的鸟,”他说。
研究人员观察鸟类的大脑听觉区域sound-video配对之后,使用一个已知基因标记表达当一个神经元通过改变或可塑性。“我们发现这很有趣的这个基因表达增加左半球腹侧听觉的一部分地区,多巴胺神经元receptor-expressing,反映了学习过程,和并联人类大脑偏侧性演讲学习,”Macedo-Lima说。
显示多巴胺神经元的基本信号的影响,研究人员利用全细胞膜片钳技术,控制和测量电流的神经元。他们发现在培养皿中,多巴胺激活增加抑制和减少励磁。
”这一个调制器系统调优,坡道下停止信号和坡道的信号,“Remage-Healey解释道。“这是一个简单而强大的动物如何控制机制可能编码的声音。神经化学杆,可以改变如何注册并通过刺激在大脑的这一部分。”
然后轻松地探测大脑细胞的活禽。“发生了什么事当我们交付多巴胺正是我们从整个细胞数据预测,“Macedo-Lima说。“我们看到抑制性神经元发射少当我们交付了多巴胺受体激动剂,而兴奋性神经元发射了更多。”
同样的效果时发生鸟播放鸟鸣从其他songbirds-the神经元兴奋性和抑制性神经元的反应更少回应多巴胺激活时发生。“我们乐于在培养皿中复制我们看到在实际生活的动物听相关的声音,“Macedo-Lima说。
多巴胺激活也使得这些神经元无法适应新的歌曲呈现给动物,这有力地支持了假设的多巴胺在感官学习的作用。“我们目前不知道多巴胺如何影响感官学习在大多数动物,“Macedo-Lima说,“但是这个研究给了很多线索这种机制如何工作在脊椎动物,需要学习复杂的声音,例如人类。”
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