За анализ и воспроизведение песен у птиц отвечает одна и та же область мозга

Автор: Кирилл Стасевич

Оказывается, управление голосом и обучение песням у птиц происходят не в разных областях мозга, как считалось, а в одной. Возможно, что и люди учатся речи за счёт активности одной и той же зоны мозга, отвечающей как за анализ и запоминание услышанного, так и за его воспроизведение.

Птицы учатся петь, слушая голоса своих родителей или других взрослых. Птенец запоминает руладу, а потом пытается её повторить, причём если запоминание образца происходит быстро, то воспроизвести его получается не сразу. У зебровых амадин, например, птенец в течение полутора месяцев делает около сотни тысяч попыток, прежде чем повторение «взрослой» песни происходит без ошибок.

Собственно говоря, точно так же обстоят дела и у человека: сначала мы слушаем чужую речь, потом пытаемся её воспроизвести. До сих пор, однако, исследователи полагали, что и у птиц, и у нас с вами за эти две операции отвечают разные области мозга. То есть в одном месте происходит запоминание и расшифровка сигнала, а потом уже отсюда идут импульсы в моторную кору, управляющую голосовым аппаратом. Обработка сигнала может занимать довольно продолжительное время, и чем дольше он находится в работе, тем точнее потом будет звучать песня. Двигательные центры просто воспроизводят отточенную инструкцию, отправленную из аналитического центра.

Исследования учёных из Университета Дьюка (США) показали, что это не так: обе функции совмещены в одной и той же зоне головного мозга — по крайней мере у птиц.

С помощью оптогенетических методов исследователи следили за активностью нейронов в мозгу зебровых амадин. Оказалось, что те же самые нейроны, которые анализируют «учебные» песни, участвуют и в контроле над движениями голосового аппарата. Те же нейроны, что расшифровывают строение звуковой рулады, отвечают за настройку горла. Можно сказать, что — на уровне мозга — зебровые амадины чем слышат, тем и поют. Это не значит, что в мозгу нет зоны, ориентированной только на «теоретический» анализ услышанного. Но та часть, которая отвечает за воспроизведение звука, в действительности выполняет двойную функцию: анализ песенного шаблона и его воспроизведение.

Результаты исследования учёные опубликовали в журнале Nature Neuroscience. По их мнению, точно так же обучение речи может происходить у человека. За моторную организацию речи у нас отвечает центр Брока, и осталось выяснить, может ли он непосредственно обрабатывать и запоминать звуковые сигналы. Если гипотеза подтвердится, это объяснит природу и происхождение многих речевых нарушений.

Подготовлено по материалам Университета Дьюка.