Zięby zebry zwykle uczą się śpiewać od swoich ojców. Ale teraz naukowcy nauczyli małe ptaki zapamiętywania melodii, nie ucząc się jej nigdy - i zrobili to poprzez wszczepienie wspomnień piosenek w mózgach ptaków.
Ten dziwny eksperyment miał na celu odkrycie ścieżek mózgowych, które kodują czas trwania nut u ptaków. Ostatecznie chodzi o to, aby narysować podobieństwa z tym, jak ludzie uczą się mówić. Mamy nadzieję, że badania pomogą naukowcom w ukierunkowaniu genów i neuronów na poprawę nauki języków u osób z autyzmem i innymi chorobami wpływającymi na wokalizację.
„Po raz pierwszy potwierdziliśmy regiony mózgu, które kodują wspomnienia o celach behawioralnych - te wspomnienia, które prowadzą nas, gdy chcemy naśladować cokolwiek, od mowy po naukę gry na fortepianie”, Todd Roberts, neurolog z University of Texas Southwestern O ' Donnell Brain Institute, powiedział w oświadczeniu. „Odkrycia pozwoliły nam zaszczepić te wspomnienia ptakom i pomóc w nauce ich śpiewu”.
Mały ptaszek powiedział mi
Zięby zebry (Taeniopygia guttata) to małe, towarzyskie ptaki pochodzące z Ameryki Środkowej i popularne jako zwierzęta domowe. Tak jak niemowlęta uczą się języka naśladując to, co słyszą, zięby zebry słuchają śpiewu ojców, a następnie ćwiczą melodie. Nowe badania ujawniają, w jaki sposób zwierzęta to ściągają.
Roberts i jego koledzy wykorzystali optogenikę do modyfikacji neuronów zięby bez narażania ich na śpiew. Technika ta polega na użyciu światła do kontrolowania zachowania światłoczułych białek w neuronach lub komórkach mózgu, co zasadniczo pozwala badaczom kontrolować, kiedy neuron strzela. Za pomocą tego narzędzia naukowcy byli w stanie zmienić aktywność mózgu w obszarze sensomotorycznym znanym jako Nif, który wysyła informacje do wyspecjalizowanego regionu mózgu śpiewającego ptaka zwanego HVC. Obszar ten zajmuje się zarówno nauką, jak i odtwarzaniem śpiewów ptaków.
Pulsując światłem w rytm, naukowcom udało się zakodować „wspomnienia” w mózgach zięby, tak aby nuty ptaków pasowały do czasu trwania impulsów świetlnych. To było tak, jakby postać ojca wydawała instrukcje, aby ptak mógł zapamiętać, ale nie było tam zięba ojca.
Zrozumienie nauki języków
Naukowcy powiedzieli, że sam czas trwania notatki nie wystarczy, by uczyć zięby pełnej piosenki. ptaki muszą także nauczyć się innych aspektów melodii, takich jak wysokość dźwięku.
„Nie uczymy ptaka wszystkiego, co powinien wiedzieć - tylko czas trwania sylab w swojej piosence” - powiedział Roberts. „Dwa regiony mózgu, które przetestowaliśmy w tym badaniu, stanowią tylko jeden element układanki”.
Dodał, że przy znalezieniu większej liczby utworów może być możliwe nauczenie ptaków śpiewania pełnej melodii bez żadnego nauczyciela. „Ale - powiedział Roberts - jesteśmy daleko od tego”.
Te podstawowe badania ptaków mają na celu rozwikłać obwody mózgu, które umożliwiają naukę języka. Naukowcy stwierdzili w tym tygodniu w czasopiśmie Science, że ptaki łączą regiony HVC z regionami Nif u ptaków. Gdyby komunikacja między tymi dwoma regionami została przerwana po tym, jak ptak nauczył się melodii, zwierzę nadal mogłoby śpiewać piosenkę. Ale jeśli HVC i Nif zostaną odcięte od siebie, zanim ptak będzie miał okazję stworzyć wspomnienia o piosence, zięba nigdy się nie nauczy, bez względu na to, ile razy usłyszy tę piosenkę później.
„Ludzki mózg i ścieżki związane z mową i językiem są znacznie bardziej skomplikowane niż obwody śpiewającego ptaka” - powiedział Roberts. „Ale nasze badania dostarczają mocnych wskazówek, gdzie szukać lepszego wglądu w zaburzenia neurorozwojowe”.
