神經科學家託德·羅伯茨博士
言語是學會的。我們的小時候，父母不斷重複某個詞彙，比如“爸爸”、“媽媽”，慢慢重複這些簡單的音節，聽了幾個月的聲音之後，嬰兒開始模仿。
這些是我們智力發展的關鍵步驟，但是聲音學習的許多組成部分仍然是個謎。大腦如何編碼模仿父母講話所需的記憶？當該過程出錯時，科學家可以進行干預嗎？
美國德克薩斯大學達拉斯西南醫學中心的研究人員已經開始在一項新的鳴禽研究中試圖回答這些問題，該研究證明可以將記憶植入大腦來教授發聲，無需父母的任何教導。
神經科學家託德·羅伯茨博士說：“這是我們首次確認對行為目標記憶進行編碼的大腦區域，這些記憶在我們語音模仿，學習鋼琴時為我們提供指導。這些發現使我們能夠將這些記憶植入鳥類，並指導它們對歌曲的學習。”
這項發表在《科學》雜誌上的研究概述了科學家如何通過光遺傳學激活神經元的迴路。光遺傳學是一種相對較新的工具，可以利用光來監視和控制大腦活動。
研究人員使用一種斑馬雀，這種鳥和人類的聲帶發育過程中有許多相似之處：在其生命早期，這種鳥類聽到其父母的歌唱，最終記住了這些音符。它們在練習了數萬次之後學會複製行為。
科學家通過操縱NIf和HVC大腦區域之間的神經元活動，將記憶人工編碼到鳥類中
通過控制大腦兩個區域之間的相互作用，羅伯茨博士的團隊在斑馬雀中編碼了記憶，而這些斑馬雀沒有父母的輔導經驗。鳥類利用這些記憶來學習歌曲的音節，每個音符的持續時間對應於光保持神經元活躍的時間。曝光時間越短，音符越短。
具體來說，研究人員利用光遺傳學來操縱這種鳥類腦部NIf(聽覺-運動皮層）區域的神經元活動，並控制其發送給HVC（發聲控制最高中樞）的信息，HVC是與聽覺經驗有關的另一個大腦區域。
Nif區域在形成音節特有的記憶中發揮作用
羅伯茨博士的團隊除了證明Nif在形成音節特有的記憶中的作用外，還發現這些記憶在形成後就被存儲在大腦的其他地方。科學家通過在學習過程的不同點切斷NIf和HVC之間的交流證明了這一點：已經形成記憶的斑馬雀可以重複這鳴叫，而那些在神經交流被切斷後才進行輔導的斑馬雀不能複製這些鳴叫。
羅伯茨博士說，他的實驗室將檢查攜帶不同種類信息到HVC的其他大腦區域，希望對行為目標記憶的其它特性如何形成有更全面的瞭解。
羅伯茨博士說：“人腦以及與語言相關的形成路徑比鳴禽的腦電路複雜得多。但是我們的研究為尋找神經發育障礙的更多理解提供了強有力的線索。”
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