Zebras žubītes parasti mācās dziedāt no saviem tēviem. Bet tagad zinātnieki ir iemācījuši mazajiem putniem iegaumēt melodiju, to nekad nemācot, un viņi to darīja, implantējot putnu smadzenēs atmiņas par dziesmām.
Šis dīvainais eksperiments bija paredzēts, lai atklātu smadzeņu ceļus, kas kodē piezīmju ilgumu putniem. Galu galā ir jāvelk paralēles ar to, kā cilvēki iemācās runāt. Cerams, ka pētījumi palīdzēs zinātniekiem mērķēt uz gēniem un neironiem, lai uzlabotu valodu mācīšanos cilvēkiem ar autismu un citiem stāvokļiem, kas ietekmē vokalizāciju.
"Šī ir pirmā reize, kad mēs esam apstiprinājuši smadzeņu reģionus, kas kodē atmiņas par uzvedības mērķiem - tās ir atmiņas, kas mūs virza, kad mēs vēlamies kaut ko atdarināt no runas līdz klavieru apgūšanai," stāsta Teksasas dienvidrietumu O universitātes neirozinātnieks Tods Roberts. Donnella smadzeņu institūts, teikts paziņojumā. "Atklājumi ļāva mums implantēt šīs atmiņas putniem un vadīt viņu dziesmu mācīšanos."
Man teica mazs putns
Zebras žubītes (Taeniopygia guttata) ir mazi, sociāli putni, kuru dzimtene ir Centrālamerika un kuri ir populāri kā mājdzīvnieki. Tāpat kā zīdaini iemācās valodu, atdarinot dzirdēto, zebras spuras klausās, kā tēvi dzied, un tad praktizē melodijas. Jaunais pētījums atklāj, kā dzīvnieki to izrauj.
Roberts un viņa kolēģi izmantoja optogeniku, lai modificētu spuras neironus, nekad nepakļaujot tos dziedāšanai. Šis paņēmiens ietver gaismas izmantošanu, lai kontrolētu gaismjutīgo olbaltumvielu uzvedību neironos vai smadzeņu šūnās, būtībā ļaujot pētniekiem kontrolēt, kad neirons izšauj. Izmantojot šo rīku, pētnieki spēja mainīt smadzeņu darbību sensora motorā, kas pazīstams kā Nif un kas nosūta informāciju uz specializētu dziesmu putnu smadzeņu reģionu, ko sauc par HVC. Šī teritorija ir iesaistīta gan putnu dziesmu apgūšanā, gan reproducēšanā.
Pulsējot gaismu ritmā, pētnieki spēja kodēt "atmiņas" žubīšu smadzenēs tā, lai putnu piezīmes sakristu ar gaismas impulsu ilgumu. It kā tēva figūra darīja šos norādījumus putnam, lai viņš to iegaumētu, bet tēva spura nebija.
Izpratne par valodas apguvi
Pētnieki sacīja, ka piezīmju ilgums vien nav pietiekams, lai iemācītu finčam pilnu dziesmu; putniem jāapgūst arī citi melodijas aspekti, piemēram, piķis.
"Mēs nemācām putnam visu, kas tam jāzina, - tikai zilbju ilgumu tā dziesmā," sacīja Roberts. "Divi smadzeņu reģioni, kurus mēs pārbaudījām šajā pētījumā, attēlo tikai vienu mīkla gabalu."
Tā kā viņš piebilda, ka ir atrasts vairāk skaņdarbu, iespējams, ir iespējams iemācīt putniem dziedāt pilnu melodiju bez skolotāja. "Bet," sacīja Roberts, "mēs esam tālu no tā izdarīšanas."
Šis putnu pamatpētījums ir paredzēts, lai atšķetinātu smadzeņu ķēdes, kas padara valodu mācīšanos iespējamu. Savienojumam starp HVC un Nif reģioniem putniem ir izšķiroša nozīme dziedāšanā, pētnieki ziņoja šonedēļ žurnālā Science. Ja saziņa starp šiem diviem reģioniem tika pārtraukta pēc tam, kad putns bija iemācījies melodiju, dzīvnieks joprojām varēja dziedāt dziesmu. Bet, ja HVC un Nif tika nogriezti viens no otra, pirms putnam bija iespēja veidot atmiņas par dziesmu, žubīte nekad nevarēja iemācīties neatkarīgi no tā, cik reizes tas dziesmu dzirdēja pēc tam.
"Cilvēka smadzenes un ceļi, kas saistīti ar runu un valodu, ir ārkārtīgi sarežģītāki nekā dziesmu putnu shēmas," sacīja Roberts. "Bet mūsu pētījums sniedz spēcīgus norādījumus par to, kur meklēt plašāku ieskatu par neirodegradācijas traucējumiem."
