神経科学：キンカチョウのさえずりのシラブルシーケンスの全体的な運動制御

学習した行動シーケンスを巧みに生み出すために、脳の回路がどのように組織化されているかはまだ詳しく解明されていない。今回我々は、キンカチョウのさえずりに必要な皮質のさえずり前運動領域であるHVCが、学習したさえずりのシラブル（音節）シーケンスの生成をどのように制御しているかを機能的に調べた。その結果、HVCはその主要なシナプス入力経路とは独立に、学習したさえずりのシラブルの完全なシーケンスを生成できることが分かった。視床からHVCへの入力は、さえずりの開始には必要であったが、シラブル間の移行やさえずりの完結には必要でなかった。さえずりの途中でHVCニューロンを興奮させると、レコードで針飛びを思わせるように、さえずりが確実に出だしに戻った。このシラブルシーケンスの再始動は、さえずりのどの時点でも誘発でき、HVC内の局所回路に依存していた。我々は、さえずりのシラブルシーケンスの完結に不可欠な、HVC内の終脳内前運動ニューロンと皮質線条体ニューロンを含むシナプスネットワークを特定し、計算論的にモデル化した。まとめると今回の結果は、キンカチョウが学習したさえずりは、HVC内の皮質シーケンス生成ネットワークによって制御されており、このネットワークはひとたび始まると、主要な外部入力経路とは独立に全てのさえずりのシラブルの生成が維持されることを示している。従って、連続したニューロン活動は、十分に学習された音声運動シーケンスを融合するよう組織化され得るのであり、最終的にこの自然に学習された行動の全体的な制御が達成される。

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