ノルアドレナリンによる運動核の調節による発声精度の調節

Regulation of vocal precision by noradrenergic modulation of a motor nucleus.

• Zachary Phillip Sheldon
• Christina B Castelino
• Chris M Glaze
• Steve Bibu
• Elvina Yau
• Marc F Schmidt

抄録

ノルエピネフリン（NE）の機能に関する最近の理論では、NEが固定観念的な目標志向の行動と、学習と適応を促進するより可変的な探索的行動との間の移行を調節することが示唆されている。我々は、ゼブラフィンチ（Taeniopygia guttata）の発声系におけるこの探索/探索戦略に類似したNEによる文脈依存スイッチングの証拠を提供します。脳内のNEの主要なソースである脊髄座の刺激は、男性が女性に歌うことをよりステレオタイプ化された、搾取的な "指示された"歌に似ている歌に変数、探索的な "無指向"歌を変換し、歌の試行間の変動を減少させます。この行動スイッチは、前駆皮質核と発声運動学習に必要な基底核回路からの入力を統合した皮質運動核に NE が直接作用することによって媒介される。これらの知見は、NEが運動系に直接作用し、探索的行動戦略と搾取的行動戦略の間の移行に影響を与えることを示唆している。

Recent theories of norepinephrine (NE) function suggest that NE modulates the transition between stereotyped, goal-directed behavior and more variable, exploratory behaviors that facilitate learning and adaptation. We provide evidence for context-dependent switching by NE that is analogous to this explore/exploit strategy in the vocal system of the zebra finch (Taeniopygia guttata). Stimulation of the locus coeruleus, the major source of NE in the brain, decreases song trial-to-trial variability, transforming the variable, exploratory "undirected" song into song that resembles the more stereotyped, exploitative "directed" song that males sing to females. This behavioral switch is mediated by NE acting directly on a cortical motor nucleus that integrates inputs from a premotor cortical nucleus and a basal ganglia circuit necessary for vocal motor learning. These findings suggest that NE can act directly on the motor system to influence the transition between exploratory and exploitative behavioral strategies.