Биологам из Техасского университета (США) удалось научить птиц неизвестной им песне, управляя активностью нейронов. Результаты эксперимента описаны в научной статье, опубликованной в журнале Science.
Дети учатся говорить, подражая словам, которые они слышат от родителей и окружающих, распознавая их интонации, вычленяя в речи слоги и т.д. Однако о нейробиологических механизмах этого процесса известно очень мало, поэтому врачам так трудно помочь пациентам с врожденными нарушениями речи — они просто не знают, что именно в произошло в мозге.
Нейробиологи активно изучают этот вопрос, но из-за невозможности проводить эксперименты на людях ищут модели среди животных. Например, птицы учатся петь так же, как мы учимся говорить — подражая своим родителям. Поэтому американские ученые наблюдают за зебровыми амадинами — небольшими птицами, которых часто содержат в домашних условиях.
Исследователи осуществили вмешательство в мозг птиц, которые никогда не слышали пения своих родителей. Им впервые удалось подтвердить, что именно изученные ими области мозга кодируют воспоминания, нужные амадинам для повторения определенных действий.
Полученные данные позволили ученым имплантировать эти воспоминания птицам и контролировать их обучением пению, управляя активностью нейронов с помощью оптогенетики. Нервные клетки генетически модифицированных птиц вырабатывали светочувствительный белок, а ученые активизировали нужный нейрон, просто освещая его. При этом продолжительность освещения нейронов кодировала длительность звуков.
Таким образом ученые смогли решить только одну часть «головоломки» — ведь для правильного пения птице нужно запомнить не только продолжительность, но и высоту каждого звука, а также порядок их воспроизведения. Очевидно, два последних фактора контролируются другими нейронами, а их ученым еще только предстоит изучить.
Авторы исследования отмечают, что пока они далеки от того, чтобы научить птиц петь свои песню без какого-либо взаимодействия с родителями, но им удалось доказать, что связь между двумя областями мозга можно использовать для искусственного обучения правильной длительности слогов. Безусловно, применить это для лечения людей можно будет еще очень нескоро, однако данная работа может проложить путь не только к пониманию особенностей процесса обучения, но и к лечению речевых расстройств.
