[HVC: high vocal center]
[Nucleus HVc: caudal nucleus of the ventral hyperstriatum]
[cHV: caudal hyperstriatum ventrale]

鳥類のforebrainの一(Nottebohm,Leonard,1976; Fortune&Margoliash,1995)。
HVC shelfとは区別される。

【神経回路】

　◆入力
　　○聴覚野
　　　(Nottebohm,Paton,1982; Akutagawa&Konishi,2010)
　　　(Fortune&Margoliash,1995; Vates,Nottebohm,1996)
　　　・NIf
　　　　　muscimol投与でHVC自発減少し聴覚応答激減(Cardin&Schmidt,2004)
　　　　　　bicuculline投与では自発増大しないがBOS選択性高まる
　　　　　NIf損傷でも聴覚応答(Roy and Mooney, 2009)
　　　・Uva(Bottjer,Miesner,1989)
　　　・CM(Bauer,Mooney,2008)
　　　・Field L(mammalian A1に対応)
　　　　・NIf経由の経路も(Bottjer,Miesner,1989)
　　　　・real-time feedback perturbationsで応答変化
　　　　　(Keller and Hahnloser,2009)
　　　　　　・CLM(mammalian A2に対応)
　　　　・Uva
　　　・HVC shelf(Mello,Nottebohm,1998)
　　○前頭野
　　　・MMAN(Bottjer,Miesner,1989)
　　　・LMAN?(Kimpo,2003; Hahnloser,2006)
　　　・basal forebrainからのアセチルコリン入力
　　　　・聴覚応答制限（Shea&Margoliash,2003）
　　　　　　carbacolやmuscarineでRAとともに覚醒時に類似の応答
　　　　　　　　発火率減少と聴覚応答減衰
　　　　　　nicotineでも同様だが、RAには影響小さい
　　○ドーパミン系
　　　・VTA(AVT: ventral area of Tsai)
　　　　　HVCではTH(tyrosine hydroxylase)発現豊富
　　　　　　歌学習が始まる頃に発現増大(Soha et al., 1996)
　　　・A11(Hamaguchi&Mooney,2012)
　　　　　POMから調節受ける可能性(Riters&Alger,2004)
　　○ノルアドレナリン系(Mello,Ribeiro,1998)
　　　(Waterman&Harding,2008)
　　　・青斑核
　　　　(Appeltants,Ball,2000; Appeltants,Balthazart,2002)
　　　　　POMから調節受ける可能性(Riters&Alger,2004)
　　○大脳基底核
　　　・VP
　　○運動野
　　　・dorsocaudal RA(Roberts,Mooney,2008)
　　　　　expiratory制御brainstem nucleus retroambigualisを非活性化
　◆出力
　　・RA
　　　(Mooney,2009)
　　　(Nottebohm,Leonard,1976;1982; Nottebohm,Paton,1982)
　　　(Kroodsma and Konishi 1991; Wild 1997a,b, 2004)
　　・Area X
　　　(Wild 1997b,c, 2004; Mooney et al.2008)
　　　　→DLM→LMAN→RA
　　・Av
　　　(Akutagawa&Konishi,2010; Erin,Mooney,2014SfN)
　　・HVC shelf?(Wang,Sakaguchi,2001)

【分類】

　（形態, canary: Nixdorf et al,1989; ）
　（形態, zebra finch: Katz&Gurney,1981; Lewicki&Konishi,1996;
　　Lewicki,1995）
　（Fortune and Margoliash, 1995; Benton et al., 1998)
　（vitro: Dutar,Perkel,1998; Mooney,2000; vivo: Long,Fee,2010）
　(Mooney,2000; Dutar,Perkel,1998; Kubota&Taniguchi,1998)
　(Nottebohm et al., 1976; Foster and Bottjer, 1998)

　◆神経細胞
　　・歌唱で活動する神経
　　　・BOS選択性細胞
　　　(McCasland and Konishi 1981;
　　　 McCasland 1987; Yu and Margoliash 1996; Hessler and Doupe
1999a;
　　　 Hahnloser et al. 2002; Leonardo 2004; Leonardo&Fee,2005)
　　・歌聴取で活動する神経
　　　(Katz&Gurney,1981; McCasland&Konishi,1981;
　　　 Margoliash,1983,1986; Doupe&Konishi,1991;
　　　 Vicario&Yohay,1993)

　◆dorsal area
　◆ventrally in the HVC shelf
　　　聴覚と関与か（Kelley&Nottebohm,1979; Vates,Nottebohm,1996）

　◆HVC-RA(RA projecting neurons)
　　canaryで50-60%程度(Alvarez-Buylla et al., 1988;
　　　 Nottebohm et al., 1990; Kim et al., 1991,1999)
　　・SMP形成（RA）
　　　　-nXIIts-syrinx
　　　　-(DM)-VRG(RAm, PAm)-呼吸筋
　　・soma小さくspike順応顕著
　　　（Dutar,Perkel,1998; Mooney,2000; Kubota&Taniguchi,1998）
　　　　・電流注入で持続性に発火する細胞(Shea,Margoliash,2010)
　　　　・電流注入で一過性に発火する細胞（muscarineで興奮）
　　・歌唱時にスパースに10msバースト
　　　　聴覚入力に対する応答弱め（Katz&Gurney,1981; Lewicki,1996）
　◆HVC-XArea X projecting neurons
　　canaryで20%程度(Alvarez-Buylla et al., 1988;
　　　 Nottebohm et al., 1990; Kim et al., 1991,1999)
　　・AFP形成（Area X）
　　　　-DLM-LMAN-RA
　　　　-DLM-LMAN-Area X
　　・膜特性
　　　　soma大きくspike順応moderate中頻度発火
　　　　mGluR持つ（ACPDで過分極）
　　　　　　tetanus刺激でゆっくりしたIPSP
　　　　低頻度自発発火(<10Hz)
　　　　ほとんどはmuscarineで興奮
　　・聴覚入力によく応答 (Katz&Gurney,1981; Lewicki,1996)
　　　　ただし聴覚入力なしでも応答 (Jarvis&Nottebohm,1997)
　　　　　脱分極とBOS依存的な過分極応答(Lewicki,1996)
　　　　　過分極はinterneuronと相関 (Mooney,2000)
　　　　覚醒時には聴覚応答が弱い
　　　　　(Schmidt and Konishi, 1998; Cardin&Schmidt, 2003,2004;
　　　　　 Rauske et al., 2003)
　　・歌唱時に3mV程度過分極し1回以上バースト
　　　　歌の最初のmotifの前の導入音で徐々に過分極
　　　　(Lewicki,1996; Rosen&Mooney,2003)
　　・選択的に殺しても歌唱を阻害しない
　　　　(Scharff,Nottebohm,2000)
　◆HVC介在神経（細胞数多くはないが自発発火多く記録しやすい）
　　・膜特性
　　　　電流注入でnonadapting高頻度発火(Mooney,2000)
　　　　　AP幅狭くAHP大きい
　　　　高頻度自発発火（66.3±21.6Hz）
　　・歌唱時は高頻度発火（117±24.6Hz）
　　・複数のサブタイプ
　　　(Wild,Mooney,2005; Mooney&Prather,2005)
　　　　・最もよく見られる形態（10/11）
　　　　　　細胞体10um程度でvaricose細い樹状突起で軸索不明瞭
　　　　・細胞体大きく滑らかな樹状突起伸ばすものも
　　・多様なサブタイプあり、自発発火多い
　　　(Yu and Margoliash 1996; Hahnloser et al. 2002)
　　　　しばしばh電流が強くて過分極後にリバウンド発火
　◆特定の歌への特異的応答
　　(swamp sparrow: Prather,Mooney,2010)
　　○BOS選択性細胞
　　　(Solis&Doupe,1999; Sutter and Margoliash,1994)
　　　(Margoliash&Fortune,1992;
　　　 Lewicki and Arthur, 1996)
　　　(white-crowned sparrow: Volman, 1996)
　　　(Prather et al., 2008, 2009, 2010)
　　　・combination-sensitive neurons
　　　　　2以上のphraseの組み合わせで応答(Margoliash,1983)
　　　・individual phrasesに応答（多くはこれ: Margoliash,1986)
　　　・シナプス入力がすでにBOS選択的(Rosen&Mooney,2006)
　　　　　HVCをGABAで不活性化してもBOS入力が残るため
　　○tutor song-selective
　　　　juvenileで存在(Nick&Konishi,2005; Adret,Margoliash,2012)
　　　　adult z.f.ではほとんど応答しない
　　　　(Volman, 1996; Doupe and Solis, 1997; Solis&Doupe,1999;
　　　　 Sugiyama and Mooney, 2004; Nick and Konishi,2005)
　　　　9/20 cells程度で、聴覚経験あるtutor songに対しBOSより応答
　　　　どれだけ多く歌ったかは関係ない(Prather,Mooney,2010)
　　　　　発火高い歌と相関高い歌で必ずしも発火高くない
　　　　　　聞いた回数との相関もなさそう(plasticで圧倒的)
　　○swamp sparrowでも特定の歌選択性
　　　　EPSPは選択性低い(X/RAの区別ない: Mooney,Nowicki,2001)

【特徴】

　◆機能
　　○adultの歌に必要
　　　(McCasland,1987; Yu&Margoliash,1996)
　　　(Bolhuis et al. 2010; Margoliash,2010;
　　　 Margoliash and Schmidt 2010; Nottebohm 2005)
　　　・両側で制御(McCasland, 1987)
　　　・呼吸パターン制御
　　　　(Manogue and Paton,1982; Ashmore,Schmidt,2005)
　　　　　平常時は電気刺激で17ms後に気嚢圧力高まる
　　　　　歌時は電気刺激で27ms後に気嚢圧力低くなる
　　　　　air sac圧力の感覚シグナル
　　　　　　(Perlegos,Schmidt,2016SfN)
　　　・電気刺激で歌停止・歌い直し・シークエンス変化・発声の乱れ
　　　　(Vu,Kuo,1994; Ashmore,Schmidt,2005)
　　　　(Wang,Hahnloser,2008; Arfin,Sarpeshkar,2009)
　　　　　0.4ms*5/7(15/30-40/60µA; ~400Hz: 12/17.5ms)で70ms程度で歌停止
　　　　　bout(strophe)は止まらず、すぐにmotifの初めから歌いなおす
　　　　　0.4ms biphasic 416Hz >100msで短い発声惹起可能(歌わない)
　　　　　シラブル停止後に歌が途切れないことは稀
　　　　　(3.5%: Ashmore,Schmidt,2005)
　　　・両側破壊で歌阻害(canary: Nottebohm,Leonard,1976)
　　　　　歌おうとはする(Simpson&Vicario,1990)
　　　　　　subsongに類似(Aronov,Fee,2008)
　　　　　　　抑制やHVC-RA軸索の切除でも同様
　　　　　異常に短いsyllableになる(Chen,Doupe,2013)
　　　　　片側破壊後数日で一部のsyllable阻害(canary: Nottebohm,Leonard,2004)
　　　　　　左側破壊で顕著
　　　・syllable発声タイミングの制御
　　　　　冷やすと歌が遅くなる(Long&Fee,2008)
　　　　　　歌の周波数などは影響を受けない
　　　　　　ギャップで延びがち
　　　　　　　ギャップよりシラブルが延びる(Andalman et al., 2011)
　　　　　　片側のみcoolingでも歌構造壊れない
　　　　　　片側のみcoolingだと一部のsyllableしか延長しない
　　　　　　　右側と左側で担当syllableが異なる可能性
　　　　　　　(Nottebohm,Leonard,1976; Williams,Hale,1992)
　　　　　　片側刺激であるタイミングでだけ歌変化・停止・再開
　　　　　　　(Wang et al., 2008)
　　　　　　　recurrent chainモデルで説明可能(Garvis,Bertram,2018)
　　　　　　　polychronous model(Egger,Long,2019)
　　　　　　　　軸索伝導がばらつくため異なる発火タイミングでも同期入力
　　　　　　　　HVCのaxonal delayがrat L4 spiny細胞と同様遅いのを考慮
　　　　　　　　(1-7 ms, ときに22 ms)
　　　　　強く冷やすとsyllable分解(Goldin,Mindlin,2013)
　　　　　　異なる時間スケールの運動制御が混在
　　　・高頻度電気刺激で周期的シナプス入力(Solis and Perkel,2005)
　　　・RAのburstに必要
　　　　(Adret&Margoliash,2002; Dave et al.,1998)
　　　・歌の復元に十分な情報
　　　　(Arneodo,Gentner,2017)
　　　・メスでは小さい
　　　　　類似の神経回路(Shaughnessy,Johnson,2016SfN)
　　○歌の学習(sensory learning)に必要
　　　(Nick&Konishi,2005; Roberts,Mooney,2012)
　　　・学習的聴取時にHVC dendのspine増えて膨大化しturnover減少
　　　　(Roberts,Mooney,2010; Tschida,Mooney,2012)
　　　　　EPSP振幅増大し、burst期間1s程度に増大(膜電位や発火率変わらず)
　　　　　聴取時にNMDAR阻害(D-AP5)で歌学習阻害
　　　　　　syllableは、長くnoise多く周波数高くなってしまう
　　　　　聴取時にdorsal HVC刺激で学習阻害(Roberts,Mooney,2012)
　　　　　ChR2で表層から250-350umまでを200-500ms刺激
　　　　　電気刺激20uA(170Hz for 200ms)
　　　　　シナプスの湾曲が増大し、特に非対称シナプスの体積増大
　　　　　(Khaled,Gobes,2016SfN)
　　　・学習時にRAとともにHVC-RAで教師の歌再生に再現性の高い応答
　　　　(Vallentine,Long,2016)
　　　　　成鳥になると応答消失
　　　・FOXP1抑制で歌への動機が減少
　　　　(Heim,ten Cate,2017SfN)
　　○聴覚
　　　(Yu&Margoliash,1996; Nottebohm,Leonard,1976)
　　　(Margoliash,1986; Lewicki&Arthur,1996;
　　　 Volman,1996; Theunissen&Doupe,1998)
　　　・歌の識別に必要(Brenowitz,1991)
　　　　　破壊でメスcanaryがcanaryとwhite-crowned sparrowの歌に受け入れ
　　　　　　通常はオスcanaryの歌に対してのみ受け入れ
　　　　　メスでもHVC大きいと歌弁別能力高い
　　　　　　(canary: Leitner&Catchpole,2002)
　　　　　　　両側破壊で一時的に魅力低い歌にも反応(Halle,Kreutzer,2001)
　　　　　破壊で好みでなかった歌にもCSD
　　　　　　(Del Negro,Kreutzer,1998)
　　　・歌の連合学習に必要(Gentner,Ball,2000)
　　　・ただし歌時noise付与でも応答変化なし(Kozhevnikov and Fee, 2007)
　　○光応答? (Bischof&Engelage,1985)
　　○callに必要
　　　(Benichov,Tchernichovski,2016; Urbano,Cooper,2016)
　　○求愛歌で活動高い
　　　(Matheson,Sakata,2016)
　　○気嚢の感覚信号も入力
　　　(Burke,Schmidt,2017SfN)
　　　　nTS,PAm,Uva介する
　◆活動特性
　　○運動をコード（歌の前に発火）
　　　・syllable onsetの35ms程度前に活動
　　　　(Ali,Olveczky,2013)
　　　　(Fee et al., 2004; Schmidt, 2003; Vu et al., 1994)
　　　　　相互相関・応答の共分散
　　　　　歌時は聴覚入力の影響を受けない
　　　　　(Hamaguchi,Mooney,2014)
　　　　　syringealやair sacへの投射切断でも影響なし(Vallentin&Long,2015)
　　　　sparseに6ms程度のburst発火を歌の異なるタイミングで発火
　　　　　(Hahnloser,Fee,2002)
　　　　　domino-like chain（Fee,Hahnloser,2004; Long&Fee,2011）
　　　　　HVC内のchain circuit
　　　　　（Li&Greenside,2006; Jin,Seung,2007; Glaze&Troyer,2007）
　　　　　burstはtutorの後で増大
　　　　　(Roberts,Mooney,2010; Cardin,Schmidt,2005;
　　　　　 Coleman&Mooney,2004; Hahnloser&Fee,2007: Roy&Mooney,2009)
　　　　syllable onsetと相関する10Hzの周期性(Lynch,Fee,2016)
　　○聴覚応答（麻酔時や睡眠時）
　　　・BOS選択性
　　　　　callや歌唱時と聴取時(McCasland&Konishi,1981)
　　　　　　deafでも歌唱時応答変化なし
　　　　　sensorimotor learningで生じる(Doupe,1997)
　　　　　　歌う前に十分tutor song聞かせても生まれない(Volman,1993)
　　　　　非常に選択性高い(Theunissen and Doupe, 1998)
　　　　　季節で変化(canary: Del Negro et al. 2005)
　　　・combination-selective neurons
　　　　(Lewicki&Konishi.1995; Margoliash,1983;
　　　　 Prather,Mooney,2008,2009)
　　○両側で同期発火
　　　　歌パターンの変化と相関
　　　　　(Schmidt,2003; Schmidt,Vu,2004; Vu,1994）
　◆性差
　　(Nottebohm&Arnold,1976)
　◆片側
　　・破壊では差なし(Urbano,Cooper,2017SfN)
　◆膜特性
　　(Dutar et al. 1998; Katz and Gurney 1981;
　　 Kubota and Taniguchi 1998; Lewicki 1996; Lewicki and Konishi 1995;
　　 Long et al. 2010; Mooney 2000; Mooney et al. 2001; Mooney and Prather 2005;
　　 Schmidt and Perkel 1998; Shea et al. 2010; Solis and Perkel 2005;
　　 Wild et al. 2005)
　　　・高頻度発火で長いAHP(Kubota&Saito,1991)
　　　　　Coで消えないのでNa依存性IKかも
　　　　　AHPも減少するのでCa依存性K電流もあるだろう
　　　　　soma大きいからHVC-Xかも
　◆反側HVCへの出力
　　・興奮性
　　・0.4ms*7電気刺激(400Hz)で抑制性(Vu,Kuo,1998)36ms程後
　◆季節による調節
　　(Nottebohm,1981; Ball,1999; Tramontin&Brenowitz,2000)
　　・シナプス再構成
　　　(Nottebohm,Crane,1986; Kirn&Nottebohm,1993;
　　　 Smith,Wingfield,1997)
　　・HVC神経数90,000から160,000まで増大
　　　　(Tramontin,Brenowitz,2000; Brenowitz and Larson,2015)
　　　　　細胞死の減少と新生細胞の増大(Larson,Brenowitz,2014)
　　　　　繁殖期が過ぎるとcaspase依存の細胞死で細胞数減少
　　　　　　(Thompson,Brenowitz,2007;
　　　　　　 Thompson and Brenowitz, 2008; Larson,Brenowitz,2014)
　◆その他
　　・歌唱でBDNF発現増大(Li et al., 2000)
　　　　新しいHVC神経の生存を促進
　　　　　(Rasika et al., 1999; Alvarez-Borda et al., 2004)
　　・大きさが歌レパートリー数と相関(Canady,Nottebohm,1984)
　　　　ハシナガヌマミソサザイ++　　　　　東海岸で西海岸よりレパートリー多くHVCも大きい
　　　　　　レパートリーが多いので歌数多く発達した可能性も
　　　　song sparrow(Pfaff,MacDougall-Shackleton,2007)
　　・光応答(Bischof and Engelage,1985)
　　・アセチルコリン
　　　(Li&Sakaguchi, 1997; Sakaguchi&Saito,1989)
　　　(Shea&Margoliash,2003; Shae,Margoliash,2010)
　　　　carbacholで成鳥の歌のピッチ高めて分散減少
　　　　(Jaffe&Brainard,2017SfN)
　　　　　mAChR介し、またLMANは介していない
　　　　感覚学習期に抑制型mAChR chrm2の発現高い(z.f.)
　　　　　(Asogwa,Wada,2017)
　　　　　大きい個体差と種差
　　　　nAChRα7とnAChRβ2の発現高い(Asogwa,Wada,2022)
　　・chondroitin sulfate
　　　　臨界期に学習と共にPV細胞を取り囲む
　　　　(Balmer,Nick,2009)
　◆発達
　　・35-45dphでsomaがadultと同じ大きさに（Konishi&Akutagawa,1988）
　　○ホルモン
　　　・去勢後12時間は増大するが4日間後に20%減衰(Thompson,Brenowitz,2007)
　　　・15-30dphメスではエストロゲンのsilastic皮下移植でsoma膨大化
　　　　(17β-estradiol 50ug: Konishi&Akutagawa,1988)
　　　　　RA細胞でもsoma膨大化
　　　・エストロゲン受容体の阻害(tamoxifen)で発声安定性減少
　　　　(Meitzen,Perkel,2007)
　　　・エストロゲンで歌応答増大
　　　　(Remage-Healey&Joshi,2012)
　　　・アロマターゼ阻害で歌ピッチ不安定
　　　　(Alward,Ball,2016)
　　　・アンドロゲン受容体阻害で歌統語論不安定
　　　　(Alward,Ball,2017)
　　○神経新生
　　　・10-65dph頃まで(Alvarez-Buylla,Nottebohm,1988; Kirn et al., 1991)
　　　　　isolated maleは85dph頃まで新生(Wilbrecht,Nottebohm,2006)
　　　　　　シラブルの分散と一致
　　　　　RAへの投射は15-30dまでに発達
　　　　　120dの体積はisolate(20d)やdeafened(20d)で変わらない(B.f.)
　　　　　(Peng,Zhang,2012)
　　　　　　シナプス数はisolateやdeafで増える
　　　　　　　PSDも広がるがpreの小胞数は減る
　　　　　　　シナプス形状が未熟型(concave)
　　　　　　　　straight型が多いので神経活動少ない可能性
　　　・canaryではzebra finchよりも後に神経発達（30 days）
　　　　　HVCは60dの後も数カ月体積が増大(Nottebohm,Crane,1986)
　　　　　swamp sparrowsでも同様（Nordeen,Nordeen,1989）
　　　・繁殖期に活性化
　　○神経形態
　　　　turnover頻繁なspineと安定したspine(90%)
　　　　(Scharff,Nottebohm,2000; Roberts,Mooney,2010)
　◆比較生物学
　　・遺伝子発現がヒトのウェルニッケ野と類似だが相関弱い
　　　(Pfenning,Jarvis,2014)
　　　　LMCの3層(Gedman,Jarvis,2017SfN)
　　　　ブローカ野と同様、冷やして発声が遅くなる
　　　　(Long&Fee,2008; Long,Greenlee,2016)
　◆モデル
　　・sequence generation(Jin,2009; Jin&Kozhevnikov,2011)