Elucidating the neural mechanisms of smooth communication in Bengalese finch

阐明孟加拉雀顺畅交流的神经机制

• 批准号: 22KJ0225
• 负责人: 河路 琢図
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0225/
• 关键词: 鳴禽類; コミュニケーション; AreaX

鳴禽類は音素を複雑に組み合わせた音声シーケンスによってコミュニケーションを取るため、言語認識のモデル動物とされている。中でもジュウシマツのさえずりには単一音素の反復や異なる音素の組み合わせが複雑に混在する。このさえずり中の音素構造が意味伝達を担っているかどうかについて明確な根拠を示す研究はない。本研究ではジュウシマツは状況に応じて意図的にさえずりの音素順序選択を行っていることを仮説として提唱し、その神経メカニズムを明らかにすることを目的とした。コミュニケーションとしてのさえずりの役割に干渉するため、条件付けの報酬に同種個体の動画提示を用いた。すなわち、特定の語句を含むさえずりを発した場合にのみ、オスのジュウシマツが単独飼育されているケージに向けられたモニター上に同種個体が表示される。この社会的報酬を与える実験系によって、まずさえずりの中の音素の反復回数を意図的に制御できることが示された。動画提示報酬によるさえずり内容の変化は、大脳基底核AreaXのイボテン酸による神経細胞破壊により消失した。つまり、AreaX投射ニューロンの発火は音素反復回数と関連することが分かった。次に、異なる音素の組み合わせを報酬と結び付けたところ、学習のしやすい語句群としにくい語句群とに分かれた。実験中に取得したさえずりのテキストコーパスを利用した形態素分割によって、これらの分類は語句の類似度によって評価できることが分かった。なお形態素分割後の語彙は、Zipf-Mandelbrotの法則にのった。

鸣禽被视为模型动物的语言识别，因为它们通过与音素复杂结合的语音序列进行交流。其中，松树的chiring包含单个音素的复杂混合和不同音素的组合。没有研究提供明确的证据，表明这种chi鼠期间的音素结构是否负责含义传播。在这项研究中，我们提出了一个假设，即根据情况有意选择单调音素顺序，并旨在阐明其神经机制。同一物种的视频呈现被用作调节的奖励，以干扰Chirping作为交流的作用。也就是说，只有在发出包含特定短语的chiring时，也会在朝向雄性松树的笼子上显示同一物种。这种具有社会奖励的实验系统表明，可以在chi脚中故意控制音素的数量。由于基底神经节eargex中的伊布尼酸引起的神经元破坏，由于视频表现奖励而引起的chi不休含量的变化消失了。换句话说，发现区域X投射神经元的触发与音素重复的数量有关。接下来，当将不同的音素组合链接到奖励时，它们被分为易于学习的单词和难以学习的单词。通过使用实验期间获得的chiring的文本语料库的词素划分，发现这些类别可以通过单词的相似性来评估。此外，词素分裂之后的词汇是基于Zipf-Mandelbrot的定律。