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成年雄性斑胸草雀是一种鸣唱学习临界期型鸟,其鸣曲学习与人类语言学习的机理相似,因此作为研究语言学习记忆的理想动物模型。研究发现,ZENK 蛋白(属于 IEG 即刻早期基因家族)与鸣禽鸣唱行为有关,并且在鸣禽前端脑通路的鸣唱核团X区中表达最高,X区主要是对于成年雄性斑胸草雀鸣曲的产生起整合的作用。国外大多数实验室的研究表明,斑胸草雀存在中枢控制右侧优势。成年后的雄性斑胸草雀能够通过听觉反馈来保持稳定的鸣曲,一旦听觉反馈受到影响会导致鸣曲的去稳定化。研究表明,切断成年斑胸草雀右侧鸣管神经并进行听觉隔离后会导致成年鸣禽鸣曲去稳定化。本实验通过切断成年斑胸草雀左右侧鸣管神经并将其听觉隔离,进行免疫荧光反应实验,观察X区中ZENK蛋白表达的变化,研究ZENK蛋白在X区中的表达与成年雄性斑胸草雀鸣曲稳定化之间的关系。
研究发现:无论断左侧还是右侧鸣管神经,鸣禽仍能发声并且进行鸣唱,从而验证了鸣管神经可以单侧支配鸣禽的发声;同时切断双侧鸣管神经后,成年斑胸草雀只能进行简单的鸣叫,叫声的成分单一;断左侧或者右侧鸣管神经一周后,成年斑胸草雀的鸣曲都能发生去稳定化,对鸣曲的参数进行比较之后发现,断右侧鸣管神经对鸣禽鸣曲的影响较大,更进一步证明了成年斑胸草雀鸣唱的右侧鸣管神经支配优势;对正常的以及断左右侧鸣管神经的斑胸草雀X区进行免疫组化实验,检测其X区中ZENK蛋白的变化。结果发现,正常的斑胸草雀左右侧脑X区 ZENK 蛋白的表达侧别差异不明显,而单侧鸣管神经受损之后,左右侧X区中ZENK蛋白的表达量都明显减少,但呈现较明显的右侧优势,即右侧脑X区ZENK蛋白的表达量相对较多,意味着右侧脑X区ZENK蛋白的表达也存在右侧优势。
本研究为鸣禽发声支配的脑侧别优势提供了证据。