Социальные связи способствуют обучению пению птиц

Для обучения общению требуется хороший учитель. Возьмем, к примеру, зябликов. Молодые особи этого вида учатся песням непосредственно у наставника — обычно отца — посредством социального взаимодействия, которое поддерживает их мотивацию и готовность к выступлению. Молодые птицы, которые просто слушают песни через громкоговоритель, без индивидуального обучения со стороны наставника, не смогут выучить их так же хорошо.

Как именно работает этот социальный компонент изучения песен, долгое время оставалось загадкой. Но теперь исследователи из Окинавского института науки и технологии (OIST) определили схему мозга, которая управляет им. О своих результатах они сообщили в журнале Nature Communications.

«Это исследование является первой демонстрацией нейронной цепи, которая сообщает этим животным, на какую поступающую информацию им нужно обратить внимание», — делится Йоко Язаки-Сугияма, доцент кафедры нейронных механизмов критического периода в OIST, возглавлявшая исследование.

По ее словам, в дикой природе зебровых вьюрков окружает множество звуков, включая пение других видов птиц.

«Эта цепь активируется, чтобы подать сигнал, что эта песня, исходящая от учителя, важна и должна быть запомнена». — говорит она.

Около 20 лет назад ученые, изучавшие человеческих младенцев, заметили, что им тоже нужен личный проводник, чтобы научиться распознавать фонемы в языке. Эти исследователи предположили, что социальное взаимодействие привлекает внимание обучающихся.

«Это вполне логично — если мы внимательны, мы лучше учимся. — отмечает д-р Елена Катич, постдок в области нейронных механизмов в Отделении критических периодов и первый автор исследования. — Мы хотели узнать, применимо ли то же самое к молодым птицам?»

Исследователи сосредоточились на области мозга под названием locus coeruleus (LC), которая, как известно, отвечает за внимание и возбуждение. Нейроны из этой области мозга проецируются в более высокую слуховую область мозга, называемую каудомедиальным нидопаллиумом (NCM). Предыдущая работа в их лаборатории показала, что именно здесь птицы формируют ювенильные воспоминания о песне воспитателя.

«Мы предположили, что эта цепь LC-NCM может быть важной, но никто раньше не рассматривал ее у подростков». — подчеркивает доктор Катич.

В течение нескольких дней исследователи регистрировали активность мозга в этих двух областях в различных условиях: сначала, когда птенец, который никогда раньше не слышал песню наставника, слушал ее через громкоговоритель; затем, когда он взаимодействовал с наставником, пока тот пел; и, наконец, когда подросток снова слушал песню наставника через громкоговоритель.

Обе области мозга реагировали сильнее, когда воспитатель пел, чем когда птенцы предварительно слушали запись. Интересно, что пение наставника также усилило реакцию подростка на запись впоследствии. Срабатывание нейронов NCM было приурочено к определенным слогам песни наставника, что позволяет предположить, что эти нейроны регистрировали слуховую информацию. Но LC-нейроны были активны постоянно, пока учитель пел, что говорит о том, что они реагировали на само голосовое сообщение, а не на конкретные ноты.

И если исследователи инактивировали проекционные нейроны LC к NCM, когда опекун пел при социальном взаимодействии, подростки не могли в точности копировать его песню.

«Представьте себе, что нейроны NCM получают множество сигналов из различных областей мозга, включая слуховые области, которые передают ноты и просодические паттерны песни. Но LC передает информацию другого рода — социальный контекст, определяющий смысл песни». — рассказывают ученые.

Исследователи пока не знают, по каким признакам подростки улавливают этот социальный контекст. Но они предполагают, что эта закономерность может быть особенно важна на ранних стадиях развития, когда они формируют воспоминания о песнях.

«Если воспоминания плохо сформированы, птица не сможет вокально воспроизвести их позже». — поясняют исследователи.

Ученые продолжают изучать, как функционирует эта схема социального обучения — например, какие химические вещества она использует и какую информацию получают нейроны LC, чтобы оценить значение того, что слышит птенец. Они также изучают, какие сигналы подают подростки, которые могут побудить наставника обучать их.

«Этот обмен между подростком и наставником является двунаправленным». — говорит профессор Язаки-Сугияма.

Эксклюзивный перевод*

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Считавшаяся вымершей мягкотелая черепаха обнаружена в Индии

2 Исследователи и защитники природы из Великобритании, Германии и Индии узнали от местных жителей индийского …