Исследование указывает на причину выдающихся способностей попугаев к имитации звуков

Международная команда учёных под руководством исследователей из Университета Дьюка обнаружила ключевые структурные различия в мозге попугаев, которые могут объяснять непревзойдённую способность этих птиц имитировать звуки и человеческую речь.

Опубликованное 24 июня в PLOS ONE, исследование показало, что эти структуры мозга оставались нераспознанными в работах, публиковавшихся на протяжении последних 34 лет. Результаты также могут пролить свет на нейронные механизмы человеческой речи.

Попугаи — одни из немногих животных, считающихся «вокальными учениками», то есть способными имитировать звуки. Новое исследование, изучая паттерны экспрессии генов, выявило, что мозг попугаев устроен иначе, чем у певчих птиц и колибри, которые также демонстрируют вокальное научение.

Помимо определённых центров в мозге, контролирующих вокальное научение и называемых «ядрами», у попугаев есть так называемые «оболочки» — внешние кольца, также вовлечённые в этот процесс. Эти оболочки относительно больше у видов попугаев, хорошо известных своей способностью имитировать человеческую речь.

Исследователи охарактеризовали мозг восьми видов попугаев, включая корелл, неразлучников, два вида амазонов, сине-жёлтого ара, кеа и жако. Они искали специфические генетические маркеры, известные своей специализированной активностью в мозге людей и птиц, обучающихся пению.

Сравнение паттернов экспрессии генов и данных нейронного трассирования у волнистых попугайчиков показало, что даже у самого древнего из изученных видов — кеа из Новой Зеландии — есть структура оболочки, хотя и рудиментарная. Это предполагает, что популяции нейронов в оболочках, вероятно, возникли по крайней мере 29 миллионов лет назад.

Новые результаты подтверждают гипотезу группы о том, что у людей и других животных, обучающихся звукоподражанию, эта способность возникла путём дублирования нейронных путей. У попугаев каждый центр вокального научения имеет ядро и оболочку, что указывает на дублирование всего пути.

Большинство регионов мозга, отвечающих за вокальное научение у птиц, находятся в областях, которые также контролируют движение. У попугаев эти области демонстрируют особые паттерны экспрессии генов, что, по предположению учёных, может объяснять, почему некоторые попугаи также способны учиться танцевать под музыку.

Учёные особенно заинтересованы в том, чтобы выяснить, дают ли оболочки попугаям бо́льшую способность к имитации человеческой речи. Это открытие является частью более масштабного международного проекта Bird 10K по секвенированию полных геномов всех 10 000 видов птиц в ближайшие пять лет.