幼年鸣禽的发声探索需要基底神经节回路

鸣禽通过试错实验学习其鸣声，在幼年期会产生高度多变的发声输出。通过将自身的声音与导师的鸣声进行比较，幼年鸣禽逐渐收敛出一种稳定的鸣声，这种鸣声可以非常逼真地复刻导师的鸣声。在这里，我们表明学习期鸣禽的发声变异性是由一个与基底神经节相关的回路诱导的，该回路的输出通过巢原皮质外侧大细胞核 (LMAN) 投射到运动通路。我们发现，药物灭活 LMAN 能以快速且可逆的方式显著降低幼年斑胸草雀鸣声的声学和序列变异性。此外，对投射到运动通路的 LMAN 神经元的记录显示，在不同鸣唱呈现之间存在高度多变的放电活动，表明 LMAN 可能是变异性的来源。最后，药物阻断从 LMAN 到其靶前运动区的突触输入也减少了鸣声的变异性。我们的研究结果证实，在幼年鸣禽中，学习复杂运动序列所需的探索性运动行为依赖于一条与哺乳动物皮质-基底神经节回路同源的专用神经回路。