Нейроны, отвечающие за обучение пению, обнаружены у певчих птиц

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), группа клеток мозга — кортикобазальные ганглиозные проекционные нейроны — важна для вокального обучения у молодых птиц, но не у взрослых.

Пение птиц, подобно человеческой речи, представляет собой серию точно выверенных движений, которым обучаются, копируя вокализации других особей, например родителей. «Песенная система птиц имеет ряд сходств с моторными контурами млекопитающих», — говорит нейробиолог из Университета Хоккайдо Казухиро Вада, руководивший исследованием.

У птиц процесс обучения пению зависит от специфических областей мозга: моторной коры и базальных ганглиев. Эти регионы также присутствуют в моторной системе млекопитающих и важны для обучения и поддержания последовательных движений. Однако роль нейронных связей между этими двумя областями оставалась неизвестной.

Чтобы это выяснить, исследователи изучили зебровых амадин и исследовали, что происходит при нарушении работы нейронов, соединяющих моторную кору и базальные ганглии. Они вводили вирус, экспрессирующий цитотоксический белок, в эти соединяющие нейроны. Токсин убивал только эти нейроны, называемые кортикобазальными ганглиозными проекционными нейронами.

Оказалось, что молодые зебровые амадины с нарушенными проекционными нейронами не могли копировать песенные паттерны и развивали необычные песни с непоследовательными структурами. Когда те же эксперименты повторили на взрослых птицах, выяснилось, что птицы с нарушенными проекционными нейронами не изменили структуру ранее выученной песни и демонстрировали нормальные вокальные колебания.

Результаты показывают, что кортикобазальные ганглиозные проекционные нейроны важны для обучения акустическим и временным аспектам структуры песни, но не для поддержания уже выученного вокального паттерна.

«Изучение кортикобазального ганглиозного контура может углубить наше понимание вокального развития и коммуникативных расстройств у людей», — отмечает Казухиро Вада.