文摘

泽克表达声乐核与歌唱有关的行为。对学习和稳定区域X是一个重要的核鸟鸣。泽克表达较高区域X相比其他声乐核时,鸟儿在歌唱。揭示泽克之间的关系表达式X和歌曲结晶区域,利用免疫组织化学检测领域中泽克蛋白表达后X单侧声带神经(tracheosyringeal神经)部分成年男性斑马雀。虚假的操作没有影响的歌。相比之下,部分的单边声乐神经可能诱发歌去晶在手术后7天。鸟鸣声的光谱和时间特性是扭曲的更重要的是在右声带神经部分比左侧声带神经部分。此外,手术后,泽克表达较高区域的右侧比左侧X。这些结果表明,声带神经神经支配可能是右占主导地位。泽克表达式两边区域X下降,与对照组相比,手术后,这表明泽克表达区域X与鸟鸣结晶,而且合作区域X在法新社和耳管神经。

1。介绍

前前脑通路(法新社)开始从启动子核高声音投影中心(HVC)区域X和对歌曲学习至关重要但不是歌生产(1,2]。法新社的区域X是第一个继电器,强烈类似于哺乳动物的基底神经节(3,4]。在鸣禽,区域X在内侧纹状体(Mst)中扮演着很重要的角色在促进稳定的歌和序列的音节结构,负责长期势差(LTP)成人或青少年时期5,6]。

即早期基因泽克编码一个锌指转录因子参与声音唤起。泽克可以及时回复电话或歌曲的鸣鸟(7,8]。诱导表达的泽克HVC唱歌可以检测到细胞核,arcopallium (RA),外侧magnocellular核的前nidopallium (lMAN),内侧核intercollicular复杂(DM),与最高水平和区域X, X和最低的RA和lMAN [9- - - - - -13]。此外,泽克表达歌曲核的数量是成正比的音节数量每个时间单位(唱歌13- - - - - -15]。

与人类相似,鸣禽发声学习通过模仿,开始在早期从出生到25 d,这叫做“subsong。“当声音模仿变得辨认,鸣禽输入“塑料之歌”阶段( d)。最后,当模仿完善和歌曲变得不那么变量,这个阶段叫做“稳定之歌”(2]。成年雄性斑马雀产生高度稳定的歌曲通过听觉反馈。先前的证据表明,斑胸草雀鸣管右侧控制良好的主导地位和部分的右边耳管神经,扰乱听觉反馈后会破坏这首歌的稳定模式,这一过程称为去晶(16,17]。然而,泽克表达区域X是否与这首歌去晶仍然未知。在这篇文章中,我们发现泽克之间的关系表达区域X和歌曲结晶后通过检查泽克表达区域X单侧声带神经部分。结果将帮助我们更好地了解大脑前脑和低之间的功能关系。

2。材料和方法

2.1。材料
2.1.1。和实验动物组

实验共进行14个成人(> 90天的)男性斑马雀(Taeniopygia guttata)。所有实验都是依照大学和国家动物指南。斑马雀从当地获得增殖。鸟被安置在不锈钢笼子里( 厘米);每一个笼子里包含一对雄性和雌性鸟类。鸟儿被分成四个主要实验组:“右侧声带神经部分7 d”( 鸟);“左侧声带神经部分7 d”( 鸟);“sham-operated集团”( 鸟);对照组( 鸟类)。

2.2。方法
2.2.1。Tracheosyringeal神经部分

声音神经部分之前,歌曲中记录的所有鸟类都成年雌鸟的存在。鸟然后用10%水合氯醛麻醉(0.02毫升/ 10 g),和一个3 - 5毫米的右(或左)tracheosyringeal神经了,其次是皮肤的恢复。后期视觉检查随机鸟样本表明,神经不能恢复到正常的在接下来的几个星期,甚至几个月。手术后,个别鸟在一个孤独的笼饲养3天并保持孤立别人,这样他们不能听到和看到彼此。虚假的操作做过同样的手术,但是没有声音的神经。

2.2.2。歌曲录音

成年雄性斑马雀的歌曲都被记录下来 前几天实验。雄性鸟类在测试房间是完全孤立的听觉上,但是视觉上,从雌鸟窗口在隔壁的房间里。之间的歌曲记录上午8:30和下午16:00时。在测试的最后一天,鸟儿停止了歌唱,30分钟后,每个男性被斩首。歌曲记录之前和下午3、7、14、21 d后声音神经部分成年母斑胸草雀的存在。这里描述所有歌曲的分析进行的成年女性。歌曲录音和编辑进行使用自定义软件(酷编辑2000)。

2.2.3。光谱和时间分析的歌曲

声波图和波形随后创建了使用软件wavesurfer 2.0(汉明窗;FFT大小:8192)。光谱和时间特性的量化失真的歌声音后神经部分,相对振幅(RA),主要频率(PF)、声音(SD),持续时间和间隔单音节(ISS)的歌曲被用来衡量手术前后之间的差异(18]。

2.2.4。组织学和免疫组织化学

30分钟后沉默期,鸟类有10%的过量chloralic一再出现的问题和灌注0.1磷酸缓冲盐(PBS)其次是4%甲醛在PBS不相上下。大脑被移除,每一只鸟的性别是证实通过检查其性腺(年代)。在多聚甲醛1 h后缀后,一夜之间,大脑被治疗在30%蔗糖在PBS 4°C。另一系列30μm日冕部分被收集并存储在冷冻保护剂在一夜之间在4°C−20°C到尼氏小污点或免疫组织化学处理。

内源性过氧化物酶被孵化0.3% H2O2在PBS。泽克是由使用泽克抗体免疫组织化学(1:2000年,圣克鲁斯生物技术;目录# sc - 189;0.1 g / mL)一夜之间在4°C。主要抗体孵育后,一只山羊anti-rabbit二级抗体,用DAPI或FITC标记(σ),是补充道。蛋白质是可视化和徕卡DMI 3000 b显微镜下拍照。

2.2.5。泽克的量化表达式

如前所述(执行量化泽克表达10]。简单,1 - 2特殊旁矢状面的飞机是随机选择的,和ZENK-labeled细胞核内区域X是所有的鸟。面积大约X很清楚地定义为一个逗号结构有别于MSt(内侧纹状体)两侧(图描绘3(一个))。区域内所有ZENK-labeled核现在X在每一节数,以及由此产生的数量是特定部分的总面积X来生成一个密度值,结果是平均的。

2.2.6款。统计分析

成对的两个示例 以及(8.0)起源是用来统计上确定的意义之间的差异之前和之后神经部分。左派和右派神经部分数据分别进行了分析。方差分析分析比较的方差的影响泽克表达在左边和右边区域手术前后X。变化被认为是重要的时候 和非常重要的 。数据是平均数±标准差。

3所示。结果

3.1。鸟唱之前和之后的光谱和时间特性单侧声带神经部分

测试了鸟的歌曲记录之前和之后声音神经节数周,和他们的歌曲比较的光谱和时间特征。

鸟鸣声通常包含至少三个主题。每个音节的主题包含重复从高频到低频谐波。结果表明,对照组的歌曲包含高,低频组件。RA在低频率之间存在着显著的差异,但在高频率稳定。高频组件后被扭曲的右侧声带神经部分。RA后失去了13赫兹,比手术前和低频分量更变量在光谱(图1(一))。没有在谐波失真左侧声带神经部分,但音节失踪,增量序列变化的声波图。鸟鸣声的组件是扭曲的主要范围 kHz和增加低频组件(图1 (b))。

(一)
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(b)
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图1
单方面的声音神经导致结构的扭曲的歌。(一)声波图(上)和频谱(底部)之前和之后右声带神经部分。(b)的声波图(上)和频谱(底部)之前和之后左侧声带神经部分。

光谱特性的分析之前和之后右声带神经部分表明RA从−下降 dB,− dB ( , (图/歌曲)2(一个)),和PF下降 赫兹, 赫兹( )(图2 (b))。这两个明显减少 的水平。然而,左边的分析声乐神经部分,只有PF显著降低手术后 赫兹, ( , (图/歌曲)2(一个)从−),而降低风湿性关节炎 对− ( ),不显著(图2 (b))。

(一)
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(b)
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图2
RA和PF的鸟鸣声之前和之后的变化——或左侧声带神经部分。(a) RA比较之前和之后的一侧声带神经部分,前后右声带神经部分( 之前和之后),左侧声带神经部分( )。(b) PF比较之前和之后的一侧声带神经部分,前后右声带神经部分( 之前和之后),左侧声带神经部分( )。
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图3
泽克标记的分布区域X ((a)、(b))区域X是一个大型核不同于周围的Mst。区域X是可检测的右侧,左侧大脑雄性斑胸草雀。((d) (c))前神经部分双方区域X的泽克表达式;((e)、(f))泽克表达区域X在7天之后离开声音神经部分;((h) (g))泽克表达区域X后对声乐神经部分在7天。小箭头表示ZENK-positive细胞存在于区域X(酒吧:100μ米)。

SD和空间站控制的范围的鸟 女士和 分别女士。后右声带神经部分, , , 有增加的趋势,但 有减少的趋势,这表明单音节鸟鸣声持续时间以及音节之间的时间间隔变长比以前的部分。另一方面,左侧声带神经部分后, 增加,而 降低了。的范围 和 被扩大。的两侧声带神经部分显示时间的特性(表中类似的趋势1)。

表1
SD测量最小值/ SD马克斯与国际空间站最小值/国际空间站马克斯前(pre -)和(后)后,左侧声带神经部分。

3.2。泽克表达区域X之前和之后声音神经部分

检查泽克表达在X,免疫组织化学进行声乐前后神经部分。结果表明,泽克在区域X高免疫反应性的神经元周围的部分比内侧部分。没有发现差异泽克表达式之间的左翼和右翼的X在对照组(数字3 (c)和3 (d))。泽克表达区域X在左半球局部底部,而在右半球的表达式是本地化的顶部部分区域X泽克在区域的内侧和外侧部分表示X左侧神经部分后,和更高的表达蛋白被发现在右边比左边的X(数字3 (e)和3 (f))。然而,泽克后表达降低右侧声带神经部分(数据3 (g)和3 (h))。

定量和方差分析分析蛋白表达的荧光强度进行泽克表达差异的确定意义的左右区域X,在右侧和左侧声带手术前后神经。泽克表达双方的地区X手术后,在右侧声带神经部分或左侧声带神经部分,显著降低( 比在对照组(图)4)。控制(没有神经部分),高表达的蛋白质被发现在左侧比右侧的区域X,虽然并没有显著的差异。然而,对于右声带神经部分,右侧区域X明显( )的蛋白表达高于左侧后手术。同样,左侧声带神经部分,右侧的区域X也明显( )的蛋白表达水平高于手术后(图左侧4)。这些结果表明,在右侧或左侧声带神经部分,蛋白表达成为区域X右占主导地位,而控制(没有神经部分),在左侧有一个蛋白质表达水平高于右侧。


图4
泽克密度表达式成年雄性斑马雀的大脑中。在对照组,没有区别在两个半球。有泽克表达区域的右侧优势X后声音神经部分(酒吧代表SD)。

4所示。讨论

本研究发现,成年男性斑马雀后仍然可以唱左或右声带神经被切割,暗示的声乐歌唱的通过控制神经就可以控制肌肉(19,20.]。

与罗伊和穆尼的结果16),我们的研究结果的影响单边部分声乐神经部分的定义去晶表示,两侧声带神经部分可以诱导去晶的成年斑胸草雀歌从手术后7天。此外,右侧声带神经的影响更重要比左侧神经在鸟鸣声(图1)。这些结果表明,声音神经右侧良好控制成年雄性斑胸草雀的主导地位。

在1990年代早期,梅洛等人报道,泽克表达在鸟类的大脑与长期势差11]。X是一个地方学习歌曲和自己歌唱歌的信息收集和集成3,21]。唱歌可以诱导泽克,产出增加表达式(15]。在这项研究中,我们调查了泽克表达区域X斑马雀,发现这个基因表达在一个适度的双方区域X之前声乐神经部分。然而,在单边耳管神经的部分在右边或左边,泽克表达式两边区域X显著降低和控制。有两种可能的解释这一变化的泽克的表情。首先,泽克表达数量成正比的音节单位时间内的鸟鸣声。因为音节数量减少手术后,蛋白质的表达减少。此外,类型的歌曲演讲(直接或间接)影响的表达式泽克基因在核22]。光谱分析表明,无向歌曲有较慢的前奏和主题和更快的释放速度的基本音节比导演歌曲(23,24]。我们预测,歌曲越稳定,越泽克蛋白质表达和成年雄性斑胸草雀的泽克表达与手术后的鸟鸣声,因为去晶结晶的鸟是伴随着减少泽克表达式。第二,鸟儿的歌唱行为减少手术后,这也间接地抑制泽克的表达式。

songbird的偏侧性已经调查了超过一个世纪。Nottebohm [25)首次发现的不对称控制歌曲雀形目的小鸟。自那以后,大量的报告表明,成人斑胸草雀的右脑比左半球更重要的优势,所涉及的神经机制HVC,尾内侧nidopallium(不合格品)26,27]。相反,穆斯林等。28)发现,青少年雄性斑胸草雀显示左侧优势HVC的导师而不是陌生的歌(28]。可能偏侧性不仅取决于歌曲学习阶段也是社会环境。我们的数据显示,对照组有更高的蛋白表达区域X没有偏侧性。然而,泽克表达式右优势在区域X手术后。也表明,大脑的偏侧性的进一步研究的机会可以表现在分子和基因水平。泽克蛋白质的表达相关区域X是结晶的光谱和时间特征的雄性斑胸草雀的鸟鸣声,表明合作区域X在法新社和耳管的神经。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

c .廖进行研究和分析数据,而d·李设计的研究和写论文。d·李。是谁通信应该解决。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金(31172092)。作者感谢Drs。七里峰和程长批判性阅读和有用的评论文章。