Исследуя, как птицы совершенствуют песни, используемые при ухаживаниях, ученые из университета Дьюка обнаружили, что те участки мозга, которые участвуют в планировании и управлении сложными голосовыми последовательностями, также могут оказаться полезными при запоминании звуков, которые служат в качестве образцов для имитации голоса.
В статье, опубликованной в сентябрьском номере журнала «Nature Neuroscience» за 2012 г., ученые из университетов Дьюка и Гарварда обнаружили навыки обучения голосовому подражанию у самцов зебровой амадины и попытались определить, какие участки мозга птиц необходимы для разучивания своих песен.
Зная, какие участки мозга задействованы в процессе обучения путем подражания можно использовать их для диагностики и лечения нарушений развития человека, утверждают исследователи. Исследования свидетельствуют, что те же участки мозга, которые используются для управления голосом, также участвуют и в обучении слушанию, повышая вероятность того, что участки, ответственные за голос в нашем собственном мозгу также помогают кодировать опыт восприятия на слух, что важно при изучении речи и языка.
„Птицы учат свои песни в раннем возрасте, слушая и запоминая песни своих родителей или других взрослых птиц-наставников в ходе процесса, подобно тому, как люди учатся говорить“, — сказал Тодд Робертс, доктор наук, первый автор данного исследования и только что защитивший докторскую диссертацию старший научный сотрудник в области нейробиологии в университете Дьюка. „Они формируют свои вокальные партии так, чтобы в точности совпадать или копировать песни наставника“.
Молодой самец зебровой амадины, по словам Робертса, разучивает свою песню в два этапа: запоминание и практика. Он сказал, что ученик может быстро запомнить песню взрослого наставника, но ему, возможно, придется отрабатывать ее пение целых 100 000 раз в течение 45 дней для того, чтобы в точности имитировать песню наставника.
В ходе исследования программное обеспечение для распознавания голоса было объединено с оптогенетикой, технологией, которая сочетает в себе генетику и оптику для управления электрической активностью нервных клеток, или нейронов. Используя эти средства, исследователи смогли закодировать сигналы мозга, координирующие работу небольших скоплений нейронов в мозге молодых птиц, длящиеся несколько сотен миллисекунд, пока молодая птица слушала своего наставника, что позволило им проверить, какие участки мозга были важны в процессе обучения.
Результаты исследования свидетельствуют, что песня в премоторной области мозга ученика играет две разные роли. „Эта область мозга не только управляет исполнением выученных голосовых последовательностей, но и помогает кодировать информацию, когда ученик слушает своего наставника“, — сказал Робертс.
...
