Зебрата фиби обикновено се учат да пеят от бащите си. Но сега учените научиха малките птици да запомнят мелодия, без изобщо да я научат - и те направиха това, като имплантират спомени от песните в мозъка на птиците.
Този странен експеримент е създаден, за да открие мозъчните пътища, кодиращи продължителността на бележките при птиците. В крайна сметка смисълът е да се правят паралели с това как хората се научават да говорят. Да се надяваме, че изследването ще помогне на учените да се насочат към гени и неврони за подобряване на изучаването на езици при хора с аутизъм и други състояния, които влияят на вокализацията.
"Това е първият път, когато потвърдихме мозъчни региони, които кодират спомени за поведенчески цели - онези спомени, които ни насочват, когато искаме да имитираме каквото и да било, от речта до изучаването на пиано", Тод Робъртс, невролог в Университета на Тексас, Югозападен О ' Институтът за мозък на Donnell, се казва в изявление. "Констатациите ни позволиха да имплантираме тези спомени в птиците и да насочим към изучаването на тяхната песен."
Малка птица ми каза
Зебра финиш (Taeniopygia guttata) са малки, социални птици, родом от Централна Америка и популярни като домашни любимци. Точно както невръстните хора учат език, като имитират това, което чуват, зебрата фини слушат бащите си да пеят и след това да практикуват мелодиите. Новото изследване разкрива как животните го дърпат.
Робъртс и неговите колеги използваха оптогениката, за да модифицират невроните на перката, без изобщо да ги излагат на пеене. Тази техника включва използване на светлина за контрол на поведението на фоточувствителните протеини в невроните или мозъчните клетки, което по същество позволява на изследователите да контролират, когато неврон се запали. Използвайки този инструмент, изследователите са успели да променят мозъчната активност в сензормоторна зона, известна като Nif, която изпраща информация до специализиран мозъчен регион на песента птица, наречен HVC. Тази област участва в изучаването и възпроизвеждането на птичи песни.
Чрез пулсиране на светлина в ритъм, изследователите успяха да кодират „спомени“ в мозъка на финките, така че нотките на птиците да съответстват на продължителността на светлинните импулси. Сякаш фигура на баща изпълняваше тези инструкции, за да може птицата да запомни, но няма бащин финч.
Разбиране на езиковото обучение
Само по себе си продължителността на нотата не е достатъчна, за да научите финчо на пълна песен, казват изследователите; птиците също трябва да научат други аспекти на мелодията, като терена.
"Ние не учим птицата на всичко, което трябва да знае - само продължителността на срички в нейната песен", каза Робъртс. "Двата мозъчни региона, които тествахме в това проучване, представляват само едно парче от пъзела."
При намерените повече парчета, добави той, може би е възможно птиците да се научат да пеят пълна мелодия, без изобщо да има учител. - Но - каза Робъртс, - ние сме много далеч от това.
Това основно изследване на птици е предназначено да разгадае веригите на мозъка, които правят възможно изучаването на език. Връзката между HVC и Nif регионите при птиците е от решаващо значение за пеенето, съобщиха изследователите тази седмица в списание Science. Ако комуникацията между тези два региона е прекъсната, след като птицата е научила мелодия, животното все още може да изпее песента. Но ако HVC и Nif бяха отрязани един от друг, преди птицата да има възможността да образува спомени от песента, финът никога не може да научи, независимо колко пъти е чул песента след това.
"Човешкият мозък и пътищата, свързани с речта и езика, са изключително сложни от схемата на песента", каза Робъртс. „Но нашето изследване дава силни улики къде да се търси повече информация за невроразвиващите се разстройства“.
