Имплантираха фалшиви спомени в мозъка на чинки

Чинките обикновено се учат да пеят от бащите си. Но сега учени научиха малките птички да запомнят мелодия, без изобщо да са я учили някога.

Изследователите са направили това, като са имплантирали фалшиви спомени от песните в мозъка на чинки.

Този странен експеримент е създаден, за да открие мозъчните пътища, които кодират продължителността на спомените 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“, обяснява Тод Робъртс, невролог в Университета на Тексас.

„Констатациите ни позволиха да имплантираме тези спомени в птиците и да насочим изучаването на тяхната песен.“

Чинката (Taeniopygia guttata) е малка, социална птици, родом от Централна Америка и популярна като домашен любимец. Точно както невръстните хора учат език, като имитират това, което чуват, чинката слуша баща си как пее и след това практикува и повтаря мелодиите. Новото изследване разкрива как животните правят това.

Робъртс и колегите му са използвали оптогениката, за да модифицират невроните на чинката, 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 даден неврон се възпали и задейства.

Използвайки този инструмент, изследователите са успели да променят мозъчната активност в сензомоторна зона, известна като Nif, която изпраща информация до специализиран мозъчен регион на пеенето на птицата, наречен HVC. Тази област участва в изучаването и възпроизвеждането на птичите песни.

Чрез пулсиране на светлина в ритъм, изследователите успяват да кодират „спомени“ в мозъка на чинките, така че нотките на птиците да съответстват на продължителността на светлинните импулси.

Сякаш фигура на бащата изпълнява песен и дава тези инструкции, за да може птичката да запомни мелодията, но реално не присъства бащата и няма никаква бащина песен.

Само по себе си продължителността на записа не е достатъчна, за да научи чинката на цялата песен, птиците също трябва да научат други аспекти на мелодията, нужни за настройване на гласа им.

„Ние не учим птицата на всичко, което трябва да знае – просто я научаваме на продължителността на срички в нейната песен“, казва Робъртс. „Двата мозъчни региона, които тествахме в това проучване, представляват само едно парче от пъзела. Ако намерим още парчета от пъзела ще можем да научим птиците да пеят пълната мелодия без никакъв учител. Но все още сме много далеч от това,“ казва Робъртс.

Този експеримент с птиците е предназначен 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“, пишат изследователите в списание Science. Ако комуникацията между тези два региона е прекъсната, след като птицата е научила мелодия, тя все още ще може да изпее песента. Но ако HVC и Nif са отрязани един от друг,още преди птицата да има възможността да образува спомени от песента, чинката никога не би могла да я научи, независимо колко пъти я е чула след това.

„Човешкият мозък и пътищата, свързани с речта и езика, са изключително по-сложни от схемата на песента на птичката“, казва Робъртс. „Но нашето изследване дава силни улики къде да се търси повече информация за невро-развиващите се разстройства“.