与鸣禽不同，鹦鹉的大脑使用类似人类的声音控制

快速阅读: 据《Ars Technica》称，研究通过在鸟脑植入电极，追踪神经元活动与鸣叫关联。发现两种鸟的神经编码方式不同：虎皮鹦鹉按声音特征分组，斑胸草雀按时间模式编码。研究还揭示神经元与音高相关，为理解生物发声机制提供新视角。

由于过往的研究，我们已经确认了控制鸟类关键发声器官——位于喉咙中的鸣管活动的脑部结构。这项由纽约大学的杨泽天和迈克尔·朗完成的新研究成功地在这两种鸟类的相关脑区植入了精密电极，并在鸟儿清醒且进行日常活动时追踪了神经元集群的活动。这使他们能够将神经活动与鸟儿发出的任何叫声联系起来。

对于虎皮鹦鹉而言，每只携带植入电极的鸟平均发出了超过1000次颤音。而对于斑胸草雀，他们在歌曲生成过程中观察到了神经元集群活动的一种基于时间模式的规律：同一神经元集群往往会在歌曲的同一时刻更加活跃。你可以将其想象为一架自动钢琴的中央组织原则，决定何时应弹奏不同的音符。“不同配置的神经元集群在不同的时刻活跃，形成了一种不断演变的群体‘条形码’。”杨和朗这样描述这种模式。

然而，虎皮鹦鹉的情况截然不同。在这里，他们发现当鸟儿发出相似声音时，相同的神经元集群往往会被激活。他们将颤音分解为多个部分，并在从谐波到噪声的范围内对它们进行分类。他们发现，每当颤音呈现谐波特征时，神经元集群便更加活跃；而当声音变得嘈杂时，不同的神经元集群会出现爆发性活动。这些观察结果引导他们发现了第三种神经元集群，这种集群在虎皮鹦鹉产生低频声音时总是活跃。

此外，杨和朗还分析了叫声的音高。仅约一半的大脑相关区域的神经元与音高有关。然而，在那些相关的神经元中，有小群神经元在产生特定音高范围时会放电。他们可以利用少数几个（如五至六个）神经元的活动，精准预测叫声的音高。

这项研究揭示了鸟类鸣叫背后的复杂机制，不仅加深了人们对神经活动与声音表达之间关系的理解，也为未来探索更广泛的生物发声现象奠定了基础。

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