I fringuelli di zebra di solito imparano a cantare dai loro padri. Ma ora, gli scienziati hanno insegnato ai piccoli uccelli a memorizzare una melodia senza mai impararla - e lo hanno fatto impiantando i ricordi delle canzoni nel cervello degli uccelli.
Questo strano esperimento è stato progettato per scoprire i percorsi del cervello che codificano la durata della nota negli uccelli. Alla fine, il punto è tracciare parallelismi con il modo in cui gli umani imparano a parlare. Si spera che la ricerca aiuterà gli scienziati a indirizzare geni e neuroni per migliorare l'apprendimento delle lingue nelle persone con autismo e altre condizioni che influenzano la vocalizzazione.
"Questa è la prima volta che confermiamo le regioni cerebrali che codificano i ricordi degli obiettivi comportamentali - quei ricordi che ci guidano quando vogliamo imitare qualsiasi cosa, dal discorso all'apprendimento del pianoforte", Todd Roberts, neuroscienziato dell'Università del Texas sudoccidentale O ' Donnell Brain Institute, ha dichiarato in una nota. "I risultati ci hanno permesso di impiantare questi ricordi negli uccelli e guidare l'apprendimento della loro canzone."
Un uccellino mi ha detto
Fringillidi di zebra (Taeniopygia guttata) sono piccoli uccelli sociali originari dell'America centrale e popolari come animali domestici. Proprio come gli umani neonati imparano la lingua imitando ciò che sentono, i fringuelli di zebra ascoltano i loro padri cantare e quindi esercitano le melodie. La nuova ricerca rivela come gli animali lo tirano fuori.
Roberts e i suoi colleghi hanno usato l'optogenetica per modificare i neuroni del fringuello senza mai esporli al canto. Questa tecnica prevede l'uso della luce per controllare il comportamento delle proteine fotosensibili nei neuroni o nelle cellule cerebrali, consentendo essenzialmente ai ricercatori di controllare quando un neurone si accende. Usando questo strumento, i ricercatori sono stati in grado di alterare l'attività cerebrale in un'area sensomotoria nota come Nif, che invia informazioni a una regione cerebrale specializzata di uccelli canori chiamata HVC. Quest'area è coinvolta sia nell'apprendimento che nella riproduzione di canti di uccelli.
Battendo la luce in un ritmo, i ricercatori sono stati in grado di codificare "ricordi" nel cervello dei fringuelli, in modo tale che le note degli uccelli corrispondessero alla durata degli impulsi luminosi. Era come se una figura paterna stesse dando queste istruzioni per l'uccello da memorizzare, ma non era presente nessun fringillide.
Comprensione dell'apprendimento delle lingue
Nota la durata da sola non è sufficiente per insegnare a un fringuello una canzone completa, i ricercatori hanno detto; gli uccelli devono anche imparare altri aspetti della melodia, come il tono.
"Non stiamo insegnando all'uccello tutto ciò che deve sapere - solo la durata delle sillabe nella sua canzone", ha detto Roberts. "Le due regioni del cervello che abbiamo testato in questo studio rappresentano solo un pezzo del puzzle."
Con più pezzi trovati, ha aggiunto, potrebbe essere possibile insegnare agli uccelli a cantare una melodia completa senza nessun insegnante. "Ma", ha detto Roberts, "siamo molto lontani dal farlo."
Questa ricerca di base sugli uccelli è progettata per svelare i circuiti del cervello che rendono possibile l'apprendimento delle lingue. Il legame tra le regioni HVC e Nif negli uccelli è cruciale per il canto, i ricercatori hanno riferito questa settimana sulla rivista Science. Se la comunicazione tra queste due regioni veniva interrotta dopo che l'uccello aveva imparato una melodia, l'animale poteva ancora cantare la canzone. Ma se HVC e Nif fossero tagliati l'uno dall'altro prima che l'uccello avesse la possibilità di formare ricordi della canzone, il fringuello non avrebbe mai potuto imparare, non importa quante volte avesse ascoltato la canzone in seguito.
"Il cervello umano e i percorsi associati al linguaggio e al linguaggio sono immensamente più complicati dei circuiti dell'uccello canoro", ha detto Roberts. "Ma la nostra ricerca sta fornendo forti indizi su dove cercare maggiori informazioni sui disturbi dello sviluppo neurologico".
