助理。Sarah London教授長期以來一直對(duì)斑馬雀的獨(dú)特學(xué)習(xí)特征表示贊賞。男性從另一位男性導(dǎo)師那里學(xué)習(xí)，但他們記住導(dǎo)師歌曲的能力僅限于“關(guān)鍵時(shí)期”或CP。倫敦說，這提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)來研究大腦是如何學(xué)習(xí)的，以及大腦過程如何影響導(dǎo)師的歌是否可以被學(xué)習(xí)。

之前的研究表明，在孵化后的前65天內(nèi)經(jīng)歷過導(dǎo)師的男性在此之后不再能夠?qū)W習(xí)一首歌，但是在此期間與聽歌分離的年輕男性仍能夠在一天之后學(xué)會(huì)一首歌。 65.迄今為止研究人員尚未破譯的是保留或阻止這些后期學(xué)習(xí)能力的原因。

在一項(xiàng)新的研究中，倫敦的研究小組在表觀遺傳機(jī)制中找到了第一個(gè)全面的解釋，這是一種大腦中的過程，通過這種過程，經(jīng)驗(yàn) - 在這種情況下，導(dǎo)師經(jīng)驗(yàn) - 可以修改基因組DNA的結(jié)構(gòu)特性。倫敦和她的團(tuán)隊(duì)在接受課外輔導(dǎo)的斑馬雀和沒有輔導(dǎo)的斑馬雀的大腦之間表現(xiàn)出可測量且可重復(fù)的表觀遺傳差異。

這些表觀遺傳差異直接關(guān)系到雀類大腦中基因表達(dá)的水平和模式，這些水平和模式仍然可以從導(dǎo)師那里學(xué)習(xí)，而不能再學(xué)習(xí)歌曲。

倫敦認(rèn)為，這項(xiàng)研究的結(jié)果對(duì)于幫助創(chuàng)傷患者預(yù)防將這些事件編入其長期記憶，以及促進(jìn)我們對(duì)幼兒如何學(xué)習(xí)的理解，以及如何提高弱勢群體的學(xué)習(xí)能力可能具有未來意義。青年為了進(jìn)入學(xué)校的孩子們的學(xué)習(xí)環(huán)境。

“這些結(jié)果有助于我們在日常學(xué)習(xí)體驗(yàn)的背景下理解復(fù)雜的基因組，”倫敦說。“它將實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與大腦中發(fā)生的基因組過程分離開來，而這些知識(shí)可以作為治療方法的指南。”

永遠(yuǎn)不會(huì)太老，不能學(xué)習(xí)

倫敦實(shí)驗(yàn)室的主要目標(biāo)是確定促進(jìn)和限制學(xué)習(xí)能力的神經(jīng)特性，并強(qiáng)調(diào)對(duì)斑胸草神經(jīng)發(fā)育和學(xué)習(xí)行為的研究，以確定這些特征。

該團(tuán)隊(duì)利用自然CP進(jìn)行指導(dǎo)性歌曲學(xué)習(xí)，以檢驗(yàn)CP中的導(dǎo)師經(jīng)驗(yàn)改變控制基因組功能的大腦機(jī)制的假設(shè)。他們假設(shè)這可以解釋導(dǎo)師體驗(yàn)如何結(jié)束學(xué)習(xí)的CP，而在CP期間與歌曲的隔離延長了青少年可以記住導(dǎo)師歌曲的年齡。

在這項(xiàng)研究中，與UChicago的博士后研究員Somayeh Ahmadiantehrani合著;以及來自Active Motif的Theresa K. Kelly和Adam Blattler，助理。在歌曲學(xué)習(xí)的CP期間，倫敦教授和她的團(tuán)隊(duì)從男性導(dǎo)師那里分離出一套男性幼年雀，這種情況發(fā)生在孵化后30到65天之間。在CP期間，第二組青少年確實(shí)經(jīng)歷過輔導(dǎo)。

在第65天之后，倫敦的研究小組分析了兩組雀類的大腦，以比較經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)師的男性和未經(jīng)歷過導(dǎo)師的男性之間的表觀遺傳景觀，基因表達(dá)模式和大腦細(xì)胞特性。結(jié)果表明，學(xué)習(xí)導(dǎo)師歌會(huì)誘發(fā)特定的表觀遺傳變化，這些變化不會(huì)發(fā)生在孤立的雄性大腦中，反之亦然。

研究結(jié)果之一是，在幼年斑馬雀和其他動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶中發(fā)揮作用的調(diào)節(jié)因子，如細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)途徑，在預(yù)測的基因組中被過多地表達(dá)。在孤立的鳥類中表達(dá)得更高。因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)引發(fā)的基因表達(dá)對(duì)于學(xué)習(xí)和記憶是必要的，這些發(fā)現(xiàn)提高了導(dǎo)師歌曲記憶所需的基因表達(dá)與表觀遺傳過程機(jī)械相關(guān)的可能性，所述表觀遺傳過程控制后續(xù)導(dǎo)師經(jīng)驗(yàn)觸發(fā)基因表達(dá)的能力，從而阻止未來的導(dǎo)師65天后的歌曲記憶。

未來研究的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

對(duì)于倫敦對(duì)動(dòng)物如何學(xué)習(xí)的研究，這些小鳴鳥已被證明是非常寶貴的。

“斑馬雀鳥的發(fā)育性歌曲學(xué)習(xí)是復(fù)雜學(xué)習(xí)行為的CP中最引人注目的例子之一，”她說。“學(xué)習(xí)經(jīng)歷對(duì)他們的神經(jīng)學(xué)認(rèn)知過程產(chǎn)生深遠(yuǎn)而持久的影響。”

展望未來，她計(jì)劃進(jìn)行未來的實(shí)驗(yàn)，測試表觀遺傳過程，學(xué)習(xí)和記憶之間的因果關(guān)系，以及擴(kuò)展的學(xué)習(xí)能力，以及繼續(xù)了解如何在發(fā)育和成熟動(dòng)物中學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)的理解。