助理教授Sarah London长期以来一直欣赏斑胸草雀独特的学习特性。伦敦说，这些雄性向另一位男性导师学习，但他们记住导师歌曲的能力仅限于“关键时期”。这为研究大脑如何学习以及大脑过程如何影响导师的歌曲能否被学习提供了一个独特的机会。
此前的研究表明，在孵化后的最初65天里有过导师指导的雄性在那之后就不能再学习歌曲了，但在这段时间里没有听到过歌曲的年轻雄性在65天后仍然能够学习歌曲。直到现在，研究人员还没有破译的是，是什么保留或阻止了这些晚期学习能力。
在一项新的研究中，伦敦的研究小组发现，对这一现象的第一个全面解释是表观遗传机制。表观遗传机制是大脑中的一个过程，通过这个过程，经验——在这里是导师的经验——可以修改基因组DNA的结构特性。伦敦和她的团队展示了接受辅导的斑胸草雀和没有接受辅导的斑胸草雀大脑之间可测量和可重复的表观遗传差异。
这些表观遗传差异与那些仍能从导师那里学习的雀类和那些不再能学习唱歌的雀类大脑中基因表达的水平和模式直接相关。
伦敦认为这项研究的结果可能产生未来的影响对于帮助创伤患者防止编码这些事件转化为长期记忆,以及推进我们对儿童如何学习的理解,和如何提高学习能力弱势青年为了公平竞争学习的儿童进入学校。
“这些结果帮助我们在日常学习经验的背景下理解复杂的基因组，”伦敦说。“它将实际体验与大脑中发生的基因组过程解耦，而这一知识可以作为治疗的指南。”
活到老，学到老
伦敦实验室的主要目标是识别促进和限制学习能力的神经特性，她强调研究斑胸草雀的神经发育和学习行为来识别这些特性。
研究小组利用自然脑瘫来指导歌曲学习，以验证一种假说，即脑瘫内的指导经验会改变大脑中控制基因组功能的机制。他们假设，这可以解释导师的经历是如何结束CP学习的，而在CP过程中与歌曲的隔离延长了青少年记忆导师歌曲的年龄。
在这项研究中，他与芝加哥大学博士后Somayeh Ahmadiantehrani合著;在Active Motif的特蕾莎·k·凯利(Theresa K. Kelly)和亚当·布拉特勒(Adam Blattler)的帮助下，伦敦大学助理教授和她的团队从男性导师那里分离出了一组雄性幼年雀，这些雀在孵化后的30至65天内进行歌曲学习。第二组青少年确实在CP期间接受过辅导。
第65天之后，伦敦的研究小组分析了两组雀的大脑，比较了有导师指导和没有导师指导的雄性雀的表观遗传环境、基因表达模式和大脑细胞特性。研究结果表明，学习导师之歌会引发特定的表观遗传变化，而这些变化不会发生在孤立的雄性老鼠的大脑中，反之亦然。
调查结果是监管因素研究青少年在学习和记忆中的作用斑马雀和其他动物,如extracellular-signal-regulated激酶(ERK)通路,所占比例的基因预测更孤立的鸟类中高度表达。因为基因表达由经验学习和记忆是必要的,这些发现提出了这样的可能性,那就是教师所需的基因表达歌曲记忆的机械化与表观遗传过程,为后续控制能力的导师经验引发基因表达,从而防止未来的导师歌曲记忆后65天。
未来研究的经验教训
事实证明，这种微小的鸣禽对伦敦研究动物学习的方式非常有价值。
她说:“对于复杂的学习行为来说，斑胸草雀的发展性歌曲学习是CP最显著的例子之一。”“学习经历对他们的神经认知过程有着深远而持久的影响。”
展望未来，她计划进行进一步的实验，测试表观遗传过程、学习和记忆，以及扩展的学习能力之间的因果关系，继续推进对学习如何在发育和成熟的动物中受到调控的理解。
引文:“与发育性歌曲学习相关的转录可塑性表观遗传学调控”，作者:Theresa K. Kelly, Somayeh Ahmadiantehrani, Adam Blattler, Sarah E. London。英国皇家学会学报B辑，2018年5月2日。doi: 10.1098 / rspb.2018.0160