Naukowcy wykreowali u ptaków nowe wspomnienia

Ptaki śpiewające uczą się pieśni godowych podobnie, jak ludzie uczą się mówić - wielokrotnie powtarzają zasłyszane od dorosłych dźwięki, by pewnego dnia wyśpiewać własną melodię. Wciąż jednak nie do końca wiadomo, gdzie kodowane są wspomnienia związane z tym procesem i czy można w nie ingerować.

Okazuje się, że można. Badaczom z UT Southwestern Medical Center udało się (bez udziału dorosłych osobników) wykreować w mózgach zeberek timorskich (Taeniopygia guttata) nowe wspomnienia, na podstawie których ptaki ćwiczyły później swoje melodie.

Specjaliści za pomocą optogenetyki pobudzali obwód neuronalny łączący dwa obszary sensoryczno-motoryczne mózgu – jądro NIf (nucleus interfacialis) i jądro HVC (hyperstriatum ventrale pars caudalis). Zauważyli, że poprzez sterowanie długością aktywacji poszczególnych neuronów mogli manipulować czasem trwania zakodowanych dźwięków.

„Nie uczyliśmy ptaków wszystkiego, co muszą wiedzieć – instruowaliśmy je tylko, jak długo mają trwać sylaby w ich piosenkach. Dwa regiony mózgu, które badaliśmy, stanowią tylko część układanki” – komentuje dr Todd Roberts, jeden z autorów badania.

Chociaż badanie nie ma bezpośrednich następstw w leczeniu pacjentów przejawiających trudności w opanowywaniu mowy, otwiera drogę kolejnym odkryciom z tej dziedziny. Być może poprzedza identyfikację innych obwodów nerwowych zaangażowanych w różne aspekty wokalizacji, np. ton głosu czy kolejność dźwięków – przekonują naukowcy.

„Jeśli ustalimy, gdzie znajdują się te ścieżki, hipotetycznie będziemy mogli nauczyć ptaki śpiewać bez jakiejkolwiek pomocy ze strony ich ojców. Ale przed nami jeszcze długa droga” – dodaje dr Roberts.

W ramach badania specjaliści ustalili również, że wspomnienia dotyczące długości dźwięków były przechowywane w zupełnie innej części mózgu. Zakłócenie komunikacji pomiędzy NIf i HVC nie wpływało na zdolność ptaków do odtwarzania melodii, jeśli jej wspomnienie zostało zakodowane już wcześniej.

Teraz badacze kontynuują prace. Chcą odwzorować u ptaków śpiewających procesy w mózgu zaangażowane w naukę pieśni godowych, aby pewnego dnia wykorzystać tę wiedzę do pomocy osobom z autyzmem lub innymi zaburzeniami neurorozwojowymi.

Badanie opublikowano na łamach czasopisma „Science”. (PAP)

ooo/ agt/