Эти нейроны кодируют память об изученных голосовых звуках и образуют важную (и до сих пор только теоретизированную) часть нейронной системы, которая позволяет певчим птицам слышать, имитировать и изучать песни своего вида — точно так же, как человеческие младенцы усваивают звуки речи.Это открытие позволит ученым раскрыть точные нейронные механизмы, которые позволяют певчим птицам слышать свои собственные песни, сравнивать их с воспоминаниями о песне, которую они пытаются имитировать, а затем соответствующим образом корректировать свою вокализацию.Эта система поведения мозга считается моделью того, как человеческие младенцы учатся говорить, поэтому ее понимание может оказаться решающим для будущего понимания и лечения языковых расстройств у детей. Как у певчих птиц, так и у людей обратная связь самопроизведенных вокализаций сравнивается с заученными вокальными звуками и постепенно улучшается для достижения правильной имитации.
«Любое расстройство нервного развития, о котором вы только можете подумать, включая синдром Туретта, аутизм и синдром Ретта, — в некотором роде влечет за собой нарушение слуховой обработки и речевой коммуникации. Понимание механизмов обучения вокалу на клеточном уровне — огромный шаг к тому, чтобы научиться этому. когда-нибудь решить биологические проблемы, лежащие в основе поведенческих проблем », — сказала Сара Ботджер, старший автор статьи об исследовании, опубликованной в Journal of Neuroscience 4 сентября.Ботджер сотрудничал с ведущим автором Дженнифер Ачиро, аспирантом Университета Южной Калифорнии, чтобы изучить активность нейронов в мозгу певчих птиц, используя электроды для записи активности отдельных нейронов.
В базальных ганглиях — сложной системе нейронов мозга, ответственных, помимо прочего, за процедурное обучение — Ботджер и Ачиро смогли выделить два разных типа нейронов у молодых певчих птиц: те, которые активировались только тогда, когда птицы слышали пели сами, а другие активировались только тогда, когда птицы слышали пение взрослых птиц, которым они пытались подражать.Два набора нейронов позволяют певчим птицам распознавать как свое текущее поведение, так и целевое поведение, которого они хотели бы достичь.«Процесс обучения речи требует, чтобы мозг сравнивал обратную связь текущего вокального поведения с памятью о целевых звуках голоса», — сказал Ачиро. «Открытие этих двух разных популяций нейронов означает, что эта область мозга содержит отдельные нейронные представления текущего и целевого поведения. Теперь мы впервые можем проверить, как сравниваются эти два нейронных представления, чтобы обеспечить правильное соответствие между ними. как-то вознагражден ".
Следующим шагом для ученых будет изучение того, как мозг награждает правильные совпадения между обратной связью о текущем вокальном поведении и целевой памятью, которая отображает запомненные звуки голоса по мере того, как певчие птицы добиваются прогресса в приближении своего текущего поведения к своему целевому поведению, сказал Ботджер.