Социальная связь управляет обучением в мозге птиц
Птенцы зебровых амадин учат песни напрямую у наставника — обычно своего отца — через социальное взаимодействие, которое поддерживает их мотивацию и вовлечённость. Молодые птицы, которые просто слышат песни через динамик без индивидуального обучения у наставника, усваивают их гораздо хуже.
Как именно работает этот социальный компонент обучения песне, долгое время оставалось загадкой. Теперь исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) идентифицировали мозговую цепь, которая им управляет. Результаты опубликованы в Nature Communications.
«Это первая демонстрация нейронной цепи, которая сообщает этим животным, на какую входящую информацию им нужно обратить внимание», — говорит Йоко Ядзаки-Сугияма, руководившая исследованием.
В дикой природе зебровые амадины окружены множеством звуков. «Эта цепь активируется, чтобы сигнализировать: эта песня, исходящая от наставника, важна и её нужно запомнить», — объясняет Ядзаки-Сугияма.
Исследователи сосредоточились на области мозга locus coeruleus (LC), участвующей во внимании и возбуждении. Нейроны из LC проецируются в высшую слуховую область — caudomedial nidopallium (NCM), где, как предполагалось ранее, у птенцов формируются воспоминания о песне наставника.
В ходе эксперимента активность мозга в этих областях записывали в разных условиях:
- Когда птенец впервые слышал песню наставника через динамик.
- Когда птенец взаимодействовал с поющим наставником.
- Когда птенец снова слышал запись песни.
Результаты:
- Обе области мозга реагировали сильнее, когда наставник пел вживую, по сравнению с записью.
- Активность нейронов NCM была синхронизирована с конкретными слогами песни, что указывает на обработку слуховой информации.
- Нейроны LC были активны постоянно во время пения наставника, что говорит об их реакции на сам факт вокальной коммуникации, а не на конкретные ноты.
- Если инактивировать нейроны, проецирующиеся из LC в NCM, во время социального взаимодействия с наставником, птенцы теряли способность точно копировать его песню.
«Представьте, что нейроны NCM получают множество сигналов... Но LC передаёт другой тип информации — социальный контекст, указывающий на важность песни», — поясняет первый автор исследования Елена Катич.
Учёные пока не знают, какие именно сигналы используют птенцы для определения этого социального контекста. Они предполагают, что эта цепь особенно важна на ранних этапах развития, когда формируются воспоминания о песнях. Исследования продолжаются, чтобы понять, как именно функционирует эта цепь социального обучения.