Певчим птицам нужен «учитель» для развития латерализации мозга

Исследователи из Университета Рутгерса изучают мозг певчих птиц, чтобы понять, как люди учатся говорить. Певчие птицы — одни из немногих животных, которые учатся вокализации, подражая своим опекунам в младенчестве, что имеет значительные параллели с развитием речи у человека.

Новое исследование показывает, что для развития у мозга птиц ключевого функционального свойства — латерализации — им необходим опыт обучения («тьюторства») от родителей или суррогатов. Латерализация — это разделение задач между полушариями мозга.

Латерализация у птиц и людей

  • У человека левое полушарие контролирует производство и декодирование речи у большинства людей.
  • У певчих птиц контроль пения также латерализован.
  • Исследование Рутгерса выявило различия в обработке социального звукового сигнала (песни) двумя полушариями у птиц.
  • Ключевой вывод: птицы, лишённые соответствующего слухового опыта в период развития, не развивают латерализацию.

Эксперимент с зебровыми амадинами

Учёные (Мими Фан и Дэвид Викарио) манипулировали слуховой средой молодых птиц обоего пола:

  1. Изолированные птицы: одни слышали естественные песни (которые производят только самцы), другие не слышали внешних звуков, кроме собственной вокализации.
  2. Немые птицы: некоторых птиц вырастили неспособными к вокализации. Часть из них слышала песни «учителя», часть — нет.

В зрелом возрасте у всех групп измерили электрическую активность в каждом полушарии с помощью микроэлектродов.

Результаты:

  • Самцы с нормальным развитием (тьюторованные или нет) показали латерализацию.
  • Немые, нетьюторованные самцы, выращенные в тишине, не показали латерализации. Это указывает, что для её развития птицы должны что-то слышать в раннем опыте.
  • У самок картина сложнее: слышать лишь собственную непесенную вокализацию было недостаточно для латерализации. Данные по немым, нетьюторованным самкам требуют дальнейшего изучения.

Вывод и значение

Латерализация у певчих птиц не является полностью «зашитой» и зависит от раннего опыта со сложными видовыми вокализациями. Если эта закономерность верна и для людей, то младенцы, лишённые нормального слухового опыта (из-за потери слуха или изоляции), могут не развить нормальную латерализацию. Это, в свою очередь, может привести к дефектам в обработке или производстве речи.

Исследование опубликовано в The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).