TY - GEN
T1 - Neuromechanics and Motor Control of Birdsong
AU - Maxwell, Alyssa
PY - 2020/10
Y1 - 2020/10
N2 - Sangfugle er en meget brugt dyremodel til at undersøge de neurale mekanismer, der ligger til grund for indlæring af vokalimitationer og demonstrerer mange paralleller med menneskelig tale. Selvom vi har en stigende forståelse af det neuralekredsløb, der ligger til grund for erhvervelse og vedligeholdelse af sang i sangfugle, forstås der kun lidt af biomekanikken i det vokale organ, syrinx, på grund af dets lille størrelse og placering dybt inde i kroppen. Derfor har vi i øjeblikket en ufuldstændig forståelse af, hvordan centrale motorområder opretter forbindelse til og instruerer den perifere muskulatur, der styrer lydproduktionen, samt hvordan respirations- og strubemotorsystemer genererer og ændrer lydproduktion. I denne afhandling bruger jeg en ny in vitro tilgang til at studere motorisk kontrol af syrinx. I kapitel 1 undersøger vi organisationen af den motorpulje, der kontrollerer syrinx. Ved at kombinere syringeal muskelinnervation med muskelspænding og in vitro-syrinx-præparater, var vi i stand til at estimere en given muskelenheds MU-størrelsesfordelingen og kontrolopløsningen for en nøglevokalparameter, den grundlæggende frekvens (fo). Vores resultater viser, at syrinxen har en af de højeste motoriske kontrolopløsninger blandt hvirveldyrenes nervesystemer. Derefter, i kapitel 2, kvantificerede vi det akustiske output fra syrinx in vitro, når det moduleres af iboende strubemuskler og åndedræt. Vi forkorter systematisk to muskler, ventral syringeal muskel (VS) og medial dorsal syringeal muskel (MDS) og modulerer samtidig lufttrykket i de bronchiale (pb) og interclavikulære luftsække (picas). Vi viser, at fo stiger, når VS og MDS forkortes individuelt samt under co-aktivering. I kapitel 3 målte vi det akustiske output over vokaludviklingen i zebrafinkens syrinx og fandt, at det ikke ændrer sig. Derfor er ændringer observeret in vivo knyttet til ændringer i motorstyring. Den udviklede metode gjorde det muligt for os at teste adskillige veletablerede hypoteser om motorisk kontrol af perifere mekanismer til lydproduktion.
AB - Sangfugle er en meget brugt dyremodel til at undersøge de neurale mekanismer, der ligger til grund for indlæring af vokalimitationer og demonstrerer mange paralleller med menneskelig tale. Selvom vi har en stigende forståelse af det neuralekredsløb, der ligger til grund for erhvervelse og vedligeholdelse af sang i sangfugle, forstås der kun lidt af biomekanikken i det vokale organ, syrinx, på grund af dets lille størrelse og placering dybt inde i kroppen. Derfor har vi i øjeblikket en ufuldstændig forståelse af, hvordan centrale motorområder opretter forbindelse til og instruerer den perifere muskulatur, der styrer lydproduktionen, samt hvordan respirations- og strubemotorsystemer genererer og ændrer lydproduktion. I denne afhandling bruger jeg en ny in vitro tilgang til at studere motorisk kontrol af syrinx. I kapitel 1 undersøger vi organisationen af den motorpulje, der kontrollerer syrinx. Ved at kombinere syringeal muskelinnervation med muskelspænding og in vitro-syrinx-præparater, var vi i stand til at estimere en given muskelenheds MU-størrelsesfordelingen og kontrolopløsningen for en nøglevokalparameter, den grundlæggende frekvens (fo). Vores resultater viser, at syrinxen har en af de højeste motoriske kontrolopløsninger blandt hvirveldyrenes nervesystemer. Derefter, i kapitel 2, kvantificerede vi det akustiske output fra syrinx in vitro, når det moduleres af iboende strubemuskler og åndedræt. Vi forkorter systematisk to muskler, ventral syringeal muskel (VS) og medial dorsal syringeal muskel (MDS) og modulerer samtidig lufttrykket i de bronchiale (pb) og interclavikulære luftsække (picas). Vi viser, at fo stiger, når VS og MDS forkortes individuelt samt under co-aktivering. I kapitel 3 målte vi det akustiske output over vokaludviklingen i zebrafinkens syrinx og fandt, at det ikke ændrer sig. Derfor er ændringer observeret in vivo knyttet til ændringer i motorstyring. Den udviklede metode gjorde det muligt for os at teste adskillige veletablerede hypoteser om motorisk kontrol af perifere mekanismer til lydproduktion.
M3 - Ph.d.-afhandling
PB - Syddansk Universitet. Det Naturvidenskabelige Fakultet
ER -