Новости

Биологи «имплантировали» песни в мозги птиц

Исследователи из Университета Техаса в США подтвердили существование областей мозга, которые кодируют воспоминания о поведении. Эти данные позволили внедрить искусственные воспоминания в мозг птиц и заставить их выучить песни, которые они никогда не слышали. Об этом сообщает New Atlas.

Главный способ коммуникации многих видов птиц — пение: с помощью него они привлекают потенциальных партнеров, тем самым обеспечивая успех полового отбора, отпугивают хищников, сообщают об опасности и просто общаются между собой (а иногда — и с представителями других видов). Основной механизм получения информации о правильном пении — социальное обучение: взрослые самцы (песни, в основном, нужны именно им) учат своих птенцов петь, а если точнее — птенцы запоминают песни, спетые родителем, а потом успешно имитируют их уже во взрослом возрасте.

За процесс производства песен отвечают два отдела головного мозга птиц: высший вокальный центр (часть гиперстриатума — птичьего аналога неокортекса) и нидопаллиум (аналог префронтальной коры). Нейроны нидопаллиума активируются в зависимости от начала или конца песенного слога, тем самым маркируя начало или конец элемента песни, а высший вокальный центр, будучи частью премоторной коры, обеспечивают моторный контроль частоты и длительности звука. Эти же участки принимают информацию из аудиторной коры и, по сути, должны участвовать в первичном обучении песням. При этом их роль в этом процессе изучена плохо.

Разобраться в этом вопросе подробнее решили ученые из Юго-западного медицинского центра Техасского университета под руководством Тодда Робертса. Для своего эксперимента они выбрали зебровых амадин: так как эти птицы часто становятся участниками научных исследований, характеристики их пения изучены достаточно хорошо.

Тодд Роббертс вместе с птицей

Всего в исследовании поучаствовали 32 молодых птенца, которые еще не научились петь. Их разделили на три группы: 15 птиц обучались пению у взрослых амадин, 10 не учили петь совсем, а на еще 7 птицах применяли методику оптогенетики, при которой вспышки света используются для стимуляции определенных нейронов в мозге. Этот способ основан на внедрении в мембрану нервных клеток специальных каналов — опсинов, реагирующих на возбуждение светом.

Таким образом ученые манипулировали связью между областью мозга, которая обрабатывает то, что слышит животное, и областью, которая управляет голосом. После этого птицы имитировали песни, которые никогда не слышали.

Исследователи объяснили, что они использовали своего рода азбуку Морзе, чтобы научить птенцов тому, как должны звучать песни. Длинные световые импульсы заставляли их петь длинные мелодии, а короткие — наоборот. Кроме того, исследователи научили птиц песням, которые были очень простыми. Длина мелодии — это лишь часть сложной музыкальной композиции. Они добавили, что до сих пор не знают, какие части мозга контролируют другие аспекты, например, высоту тона и порядок каждого звука.

«Мы не обучаем птицу всему — только продолжительности мелодии в песне, — отмечает Тодд Робертс. Две области мозга, которые мы проверили в этом исследовании, представляют собой лишь один кусок головоломки. Если мы разберемся с другими из них, то сможем гипотетически научить птицу петь песню без какого-либо взаимодействия с родителями. Но мы далеки от того, чтобы это сделать».

Ученые предполагают, что эта работа может открыть пути изучения и потенциального лечения некоторых речевых расстройств людей.

 

Рекомендуемые статьи

Close