時系列情報から産出規則を抽出する聴覚系のはたらき:鳥類の歌をモデルとした研究

听觉系统从时间序列信息中提取产生规则的功能：使用鸟鸣模型的研究

基本信息

批准号：
00J06360
负责人：
中村耕司
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J06360/
关键词：
聴覚神経生理鳴禽類ジュウシマツ脳の性差

项目摘要

本研究課題の目的は、小鳥をモデルとした時系列情報の聴覚情報処理機構の解明にある。本年度は昨年度得られた電気生理データをもとに、さらにオペラント条件付けを組み合わせた電気生理実験を行った。ジュウシマツ雌個体の聴覚野周辺部での神経活動1:オペラント課題を経験した個体による電気生理実験ジュウシマツなど多くの鳴禽類はオスのみが歌をうたい、メスはこれを聴いてオスの資質を判断する。そのため、歌の受け手であるメスには高次の聴覚認知機構が必要であると考えられてるが、その神経処理機構についてはこれまで十分な研究が行われてこなかった。本研究では、歌弁別に関する行動レベルでの証拠を得るため、オペラント課題をメスのジュウシマツに行わせ聴覚経験を統制した上で、それらの課題で経験した歌がメスの聴覚神経系にどのようなに表現されているかを電気生理に手法を用い、神経レベルでの実在を追求した。その結果、8羽のジュウシマツのメス全てにおいて、異なる2羽のオスの歌を弁別でき、さらにこれら雌個体の聴覚野局辺領域(field Lとそこから入力を受けるcHV領域)に聴覚経験のあったオスの歌に対して選択的に反応するニューロン群が形成されていることを電気生理実験により確認した。さらに、オペラント課題では餌による強化が行われたGO刺激の歌と餌がもらえないNOGO刺激の二つの歌を同数聴かせていたのであるが、聴覚野の中でも特にL2b領域とcHV領域においてGO刺激に対してより強く反応する領域のあることがニューロンの発火傾向から証明された。本実験により、雌の聴覚野では聴覚経験のある雄の歌を小鳥の聴覚野の経路の中でも最も求心性の領域にあるこの二つの領域において、神経細胞の応答特性としてコーディングしていることが示された。ジュウシマツ雌個体の聴覚野周辺部での神経活動2:オスと同居させた個体を用いた電気生理実験約1ヶ月間にわたり、特定のオス個体と同居させ、聴覚経験を統制したメス個体を用い、上記と同様の聴覚野および周辺部での電気生理実験を行った。その結果、オペラント経験個体のときと同様L2bおよびcHV領域において、同居オスの歌に対して強い選択性反応を示すニューロン群が形成されていることが確かめられた。さらに、この実験ではオスの歌に含まれる音素の時間順序を変えてしまうと、その選択性反応が消失することから、これらの領域において時間組み合わせ選択性ニューロンの形成が確認された。

该研究主题的目的是阐明使用小鸟作为模型的时间序列信息的听觉信息处理的机制。今年，我们进行了电生理实验，以根据去年获得的电生理数据结合操作条件。雌性松树的外围的神经活动1：通过经历操作任务的个体进行的电生理实验，许多鸣禽，例如松树，是唯一的雄性唱歌，女性唱歌，而女性则倾听这句话以确定男性的素质。因此，人们认为，女性（歌曲的接受者）需要高阶听觉认知机制，但是对这些神经加工的这些机制尚未进行足够的研究。在这项研究中，为了获得有关行为歧视的证据，我们对女性窦进行了操作任务，以控制听力经历，然后使用电生理学技术来确定在女性听觉神经系统中如何表达这些任务中经历的歌曲，从而在神经层面追求现实。结果，我们通过电生理实验证实，在所有八位女性中都可以区分两种不同的男性歌曲，并且在听觉区域的局部地区形成了有选择性地反应具有听觉经验的男性歌曲的神经元（现场L和CHV区域，从其收到了输入）。此外，在操作任务中，听了两首歌曲，刺激了，这些歌曲是通过食物加强的，而Nogo刺激没有收到食物，但是神经元开火的趋势表明，L2B和CHV地区中有一些区域，尤其是在听觉皮层中，这对刺激的刺激更加强烈。该实验表明，在女性听觉皮层中，具有听力经验的男性歌曲在这两个区域被编码为神经元反应特征，这是小鸟听觉皮层的最传染性区域。雌性松雌性个体外围的神经活动2：使用男性患有大约一个月的个体的电生理学实验，与特定男性同住并控制听力经历的女性被用来在听觉皮层和外围区域进行电生理实验，并与上面描述的那些相似。结果，已经证实，在L2B和CHV区域形成了对男性同居歌曲的强烈选择性反应的神经元，就像经验丰富的个体一样。此外，在此实验中，当更改男性歌曲中包含的音素的时间顺序时，选择性响应消失了，并且确认了这些区域的时间组合选择性神经元的形成。