研究揭示鸟类鸣叫始终悦耳的奥秘
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研究揭示鸟类鸣叫始终悦耳的奥秘
2007年12月29日14:33 来源:科学网
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领导该项研究的是美国加州大学旧金山分校的Michael Brainard,他和同事针对成年白腰文鸟(bengalese finch,一种小型雀类)的研究表明,自然波动是许多动物固有的一种内嵌(bulid-in)机制,它能够让神经系统拥有多样化的选择,从而向达到或维持最优运动技巧的目标前进,即使在机体发生老化或者伤病时。
科学家通过长期研究已经发现,鸣禽的声调是一项相当复杂的技巧,保持着高度刻板的一致性。通常雏鸟需要数月的时间来练习声音,它们首先记住父辈的音调,随后在丰羽期不断尝试各种发声,并与记忆中父辈的声调对比。在这一过程中,鸟儿通过听觉反馈,持续地对声音进行微调,直至最后达到稳定甚至近乎固定化(crystallized)的声音。而对成鸟而言,它们也需要通过听觉反馈来维持歌声。在此前的研究中,Brainard发现如果鸟儿是聋的或者通过干涉混淆它们的听觉反馈,它们声音的保真度将大打折扣。
不过,鸣禽通过听觉反馈进行声音调制是否能够以一种可预见的方式进行,仍旧是个未解之谜。为此,在最新研究中,Tumer和Brainard利用计算机系统监控了白腰文鸟目标音调片段的微弱自然波动,而后用短脉冲的白噪音对其施加干扰性听觉反馈。结果发现,鸟儿发生了“立竿见影”的反应,它们尽力改变声调,避免再听到该噪音。而这一改变音节恰巧就发生在监控的目标片段。Tumer说,“这太神奇了。这项研究首次证实了,你可以‘捕获’这种高度熟练的运动行为,并且按照预定的方式改变它。”
Brainard此前的一些研究还有更有趣的发现。当雄性鸣禽在向异性歌唱时,声音的可变性会大大减弱。研究人员推测,这可能是由于压力的原因,即环境引发特定神经化学递质释放,并作用于神经中枢,增强了声音的维持能力。(科学网 任霄鹏/编译)
(《自然》(Nature),450, 1240-
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