根据发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项研究，一组大脑细胞，即投射皮质神经元的皮质基底神经节，对幼鸟的声音学习很重要，而对成年鸟则不重要。

鸟鸣声就像人类的语音一样，是一系列精确定时的动作，是通过复制其他人(例如父母)的发声而学到的。领导这项研究的北海道大学神经科学家和田和宏说：“鸟类的歌曲系统与哺乳动物的运动电路具有许多相似之处。”

在鸟类中，歌曲学习过程取决于特定的大脑区域，称为运动皮层区域和基底神经节，这些区域也存在于哺乳动物的运动系统中，对于学习和保持连续运动很重要。但是，尚不清楚这两个区域之间的神经连接起什么作用。

为了对此进行研究，研究人员研究了一种斑马雀(一种鸣禽)，并探讨了当将运动皮层区域和基底神经节连接的神经元受到破坏时会发生什么。他们将表达细胞毒性蛋白的病毒注入连接的神经元中。毒素只会杀死这些连接的神经元，称为皮质基底神经节投射神经元。

他们发现，投影神经元受到破坏的幼斑雀科雀无法复制歌曲模式，无法产生序列不一致的异常歌曲。当他们在成年鸟类中重复同样的实验时，他们发现投射神经元受到破坏的鸟类并没有改变其预先学习的歌曲结构，并且表现出正常的声音波动。

使用病毒毒素破坏了连接大脑运动皮层区域和基底神经节的神经元(左：正常，右：被破坏)。这打断了青少年的正常歌曲学习，但没有中断成人。图片来源：MiguelSánchez-Valpuesta等，PNAS，2019年10月21日。

结果表明，皮质基底神经节投射神经元对于学习歌曲结构的声音和时间方面很重要，但对于保持已经学习的声音模式却不重要。

Wada Kazuhiro Wada说：“研究皮质基底神经节回路可以增强我们对人的声音发育和沟通障碍的理解。”