Учёные, что исследуют функции мозга, связанные с речью и слухом, в последние годы всё чаще и чаще используют в качестве подопытных певчих птиц. Уж очень похожи у людей и пернатых задействованные в речи и пении механизмы. Так сложилось в ходе эволюции – работают почти идентичные структуры мозга, для обучения нужны схожие условия и так далее. Две группы зоологов представили недавно результаты своей работы с птицами.
Согласно последним исследованиям учёных из университета Цюриха (Universität Zürich), у певчих птиц в голове существует некоторое подобие нотных записей, благодаря которым они учатся столь виртуозно исполнять свои трели.
Швейцарские учёные смогли определить местоположение участка, определяющего «правильность» исполнения мелодии, в мозгу зебровых амадин (Taeniopygia guttata).
Зоологи отследили электрическую активность клеток мозга этих представителей семейства вьюрковых ткачиков, что ранее (другими учёными) были связаны со слухом.
Поначалу исследователи проследили за работой мозга во время пения, а затем при прослушивании трелей сородичей.
Во второй части эксперимента отдельные нейроны работали постоянно. В то же время когда птицы сами ошибались или слышали какое-либо несоответствие/помеху в чужих песнях, подключались другие клетки.
Именно они, по мнению профессора Рихарда Ханлозера (Richard Hahnloser), и позволяют птицам в самом прямом смысле учиться на своих ошибках.
В статье, опубликованной в журнале Nature, зоологи предполагают, что отдельные регионы позволяют птицам определять ошибки в собственном исполнении (то есть по сути отвечают за музыкальный слух).
«Наши эксперименты доказывают существующие представления о том, что птицы слушают сами себя. И, судя по всему, сравнивают прослушанное с тем, что ожидают или хотят услышать», — добавляет Ханлозер.
Обнаруженные нейроны помогут учёным лучше разобраться в том, как зебровые амадины учатся петь у своих отцов. И действительно ли в их мозгу заложены некоторые образцы, которые они сравнивают с тем, что слышат в реальности.
Впрочем, как мы уже говорили, новые данные, возможно, также прольют свет на понимание основ обучения языку у человека. Ведь дети учатся правильно воспроизводить звуки (сложные в том числе), проверяя соответствие со взрослой речью (или же тем, что отложилось в голове) на слух.
Однако о нейронных механизмах, стоящих за этим процессом, ничего не известно. Наши ближайшие родственники, человекообразные обезьяны, учёным в этом деле не помощники, так как разговаривать (и уж тем более петь) не умеют. Вот и тренируются зоологи на… птичках.
Со временем учёные, возможно, смогут также лучше понять, как развивается у человека и музыкальный слух.
Между тем другая группа учёных решила исследовать «часы» (метроном/хронометр), что отвечают за всяческие временные интервалы в трелях птиц.
И снова напрашивается сравнение с человеческой речью. Чтобы правильно (понятно для других) говорить и петь, необходимо кроме всего прочего чётко и очень точно выдерживать различные паузы при произношении/пении. Какой отдел мозга работает у человека в этом случае? А у птицы?
Исследователи Михаль Фи (Michale Fee) и Майкл Лонг (Michael Long) из Массачусетского технологического института (MIT) решили разобраться в этом сложном вопросе.
Для этих целей они остудили отдельные клетки различных участков мозга всё тех же зебровых амадин и посмотрели, как это отразилось на песнопениях. Передача импульсов в этом случае замедляется, что неизменно сказывается на реакциях пернатых.
Так, учёные выяснили, что «замораживание» высшего вокального центра (high vocal center – HVC) приводит к замедлению птичьих песен на 30% (при охлаждении на 10 °С).
При этом температурное воздействие никак не сказалось на последовательности нот в трели. Тогда зоологи предположили, что именно HVC регулирует временные паттерны песен.
Каждая песня длится порядка секунды и содержит несколько «слогов» в стереотипной последовательности. Охлаждение HVC привело к растягиванию всей трели и каждого слога в отдельности, но ритм сохранился.
Сравнить получившиеся песни можно на этой странице.
Отметим, ранее учёным было известно, что пение Taeniopygia guttata регулируют два участка мозга: тот самый высший вокальный центр и ядро акропаллиума (robust nucleus of the arcopallium – RA). Если их дезактивировать, птица больше не сможет петь, пишут учёные в пресс-релизе MIT.
Команда американцев также отчиталась в журнале Nature. И теперь надеется разузнать больше о «часах», отвечающих за другие сложные функции.
То, что им в этом снова будут помогать столь популярные зебровые амадины, можно быть уверенными на все сто.
