形成声音记忆:自闭症基因在鸟类鸣叫中起着关键作用

德克萨斯大学西南分校领导的一项新研究表明，在年轻鸣禽中，一种与自闭症谱系障碍(ASD)密切相关的基因失活，会阻止鸟类形成准确复制父亲歌曲所必需的记忆。

该研究结果于今天在网上发表科学的进步这可能有助于解释自闭症谱系障碍通常伴随的言语和语言障碍，并最终可能导致专门针对这方面障碍的新治疗方法。

研究负责人托德·罗伯茨博士是神经科学副教授，也是德克萨斯大学西南分校小彼得·奥唐纳大脑研究所的成员，他解释说，构成人类交流核心部分的发声在动物世界中是相对独特的——不仅仅是因为它们的复杂性，还因为它们从照顾者传给后代的方式。像斑胸草雀这样的鸣禽也从看护者那里学习复杂的发声(歌曲通常是由父亲传给雄性后代的)。就像人类一样，这些动物有复杂的大脑回路专门负责这项任务，在大脑的一个区域鸟通常被称为高发声中心，或HVC。

罗伯茨说，由于人类的语言学习和鸟类的鸣禽学习之间的相似之处，鸣禽经常被用作理解人类语言发展的科学模型，包括声音交流发生变化的条件。

在他们的研究中，罗伯茨和他的同事们用斑胸草雀来研究一种叫做FoxP1的基因的作用，这是与自闭症谱系障碍最相关的基因之一。这种基因的突变会导致一种特定的自闭症亚型，与严重的语言障碍和智力障碍有关。

Thomas O. Hicks医学研究学者罗伯茨解释说，鸣禽和人类学习发声都ob欧宝直播nba包括两个不同的阶段:首先，鸟类和人类必须形成对声音的记忆。接下来，他们通过模仿来练习发音。幼斑胸草雀通常会在三个月内每天练习父亲的歌曲数千次，排练约10万次，直到两者非常接近。这些鸟可以在孵化后20到60天记住歌曲，但它们直到孵化后大约35到40天才开始练习唱歌。

为了更好地理解FoxP1在这两个过程中可能扮演的角色，研究人员将年轻人分开斑马雀分为两组:一半的鸟在早期生活中与唱歌的父亲接触，并在父亲练习唱歌时继续与他们生活在一起;另一半的孩子早年和不会唱歌的母亲一起生活，后来在练习阶段加入了父亲的行列。要么是在鸟类对歌曲形成记忆之前，要么是在它们开始练习之前，罗伯茨和他的同事们使用了一种称为RNA干扰的技术来“敲掉”鸟类HVC中的FoxP1，消除大脑区域中该基因绝大多数蛋白质产物的细胞。这项技术使用了罗伯茨的亲密合作伙伴、研究合著者吉纳维芙·科诺普卡(Genevieve Konopka)博士的实验室创建的结构，她是德克萨斯大学西南分校的神经科学副教授。

当研究人员分析成年鸟类的歌曲时，他们发现只有那些在歌曲记忆阶段FoxP1活跃的鸟类才能准确地复制它们父亲的歌曲。如果这种基因在练习阶段被敲除，这些鸟仍然可以正确地模仿歌曲。然而，在记忆之前FoxP1被灭活的鸟类所唱的歌曲与它们的父亲所唱的歌曲毫无相似之处。

“我们的研究结果表明，FoxP1是形成这种基因的关键首歌这些鸟类的记忆对以后的生活模仿至关重要，”罗伯茨说。“人类的类似缺陷可能在语言发育中起到类似的作用，阻碍婴儿对周围听到的成人话语形成记忆，并在他们成长过程中阻碍他们自己的交流。”

他补充说，如果这一发现在未来的研究中得到加强，可能会为自闭症儿童带来新型的治疗方法。目前以语言发展为中心的ASD治疗通常侧重于帮助儿童学习发出声音所必需的运动技能。然而，罗伯茨说，专注于帮助儿童形成言语记忆的技术可能更重要。他说，在未来，通过使用基因编辑替换缺失的FoxP1蛋白或使用药物改变FoxP1调控的信号，有可能避免语言障碍。

“这项研究不仅对理解与foxp1相关的ASD患者的症状至关重要，而且为使用鸣禽系统研究与ASD相关的许多其他基因奠定了基础，”Jon增高自闭症研究学者科诺普卡补充说。

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