Как мы обучаемся: расскажут птицы

10 апреля 2014 г.

Когда мы горланим песню или стараемся взять какой-нибудь бемоль, мы и не подозреваем, что нашим «исполнением» руководят базальные ядра – участок мозга, управляющий нашими моторикой и обучаемостью. И одной из причин, почему мы сбились в песне, может быть реакция мозга. Лучшие солисты – птицы – подскажут, как все это работает…

Неудача и ошибки при пении заставляют нас повторить исполнение в безошибочном варианте. Так, методом проб и ошибок и находится нужный вариант исполнения. С целью выяснить, как процесс вокального образования происходит у птиц, группа исследователей из Калифорнийского университета и Университета Индианы во главе с профессором Сарой Вулей исследовала группу певчих птиц. Интерес представляли птицы, у которых «вокальное образование» является обязательной и продолжительной стадией обретения взрослого пения. Как у наших малышей, когда они учатся говорить.

В частности, певчая молодежь перенимает пение от своих отцов или воспитателей. Затем тренируется сама, до тех пор, пока не начнет получаться нечто похожее. «Как и взрослые, молодые птицы начинают распевать выученную песенку, многократно повторяя ее, - говорит профессор Вулей, - но что интересно – эта песенка всегда чем-то немного отличается от родительской. Вариативность необязательна. Она не означает, что птица не может исполнить песню номинально. Она может. Что самец и демонстрирует часто перед самкой. Но когда он поет в одиночестве, возникают вариации. И возникают они не по небрежности, а закономерно».


Садовая камышевка - неплохой пародист. Фото: Сергей Неклюдов.

Ученые как раз и использовали сам феномен вариативности исполнения для изучения специфики в активности разных структур мозга в зависимости от социального фактора (в какой обстановке происходит пение). «Мы обнаружили, что изменчивость исполнения в различной обстановке завязана на активность базальных ядер – участок мозга, который, как известно, играет важную роль в моторике и при обучении (и не только у птиц, а также и у млекопитающих, включая человека), - поясняет проф. Вулей. – Это указывает на то, что базальные ядра могут играть важную роль в обучении, когда генерируют наблюдаемую вариативность».

Ученые изучали певчих птиц, потому что у них имеется система связи «кора головного мозга – базальные ядра», очень важная для целей обучения пению. В отличие, скажем, от поведения других биологических видов, где подобные цепи нейронной коммуникации задействованы на другие задачи – обучение ходьбе или каким-то другим, очень важным для жизни поведенческим навыкам.

«Вовлеченность у певчих птиц определенной мозговой функции в контроль за сложной поведенческой реакцией дает нам большие возможности для изучения того, какие участки мозга работают на этот механизм и как они это делают», - говорит профессор.

Это важно и с точки зрения изучения болезни Паркинсона. Дело в том, что базальные зоны оказываются под сильным воздействием при болезнях Паркинсона и Хандингтона. Результаты этой работы могут пролить дополнительный свет на изменения в обучаемости и в характере движений, которые наблюдаются при этих болезнях.

«Здесь возникает целый ряд вопросов, которые мы ставим перед собой в лаборатории: например, какие манипуляции с системой могут воздействовать на вариабельность в поведении? Это важно для понимания процессов при названных болезнях», - заключила проф. Вулей.

Ссылка на статью в журнале и реферат в сети:  Sarah C. Woolley, Raghav Rajan, Mati Joshua, Allison J. Doupe. Emergence of Context-Dependent Variability across a Basal Ganglia Network. Neuron, 2014; 82 (1): 208 DOI: 10.1016/j.neuron.2014.01.039

Сообщение подготовлено по материалам научно-популярного ресурса «ScienceDaily», выпуск от 8.04.2014.

Владимир ХАБАРОВ (Обнинск)