ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Evo zašto su papige tako izvrsne u imitiranju zvukova

Internacionalni tim znanstvenika vođen od strane istraživača Duke Universityja je otkrio ključnu strukturalnu razliku u mozgovima papiga koja bi mogla objasniti jedinstvenu sposobnost ptica da imitiraju zvukove i ljudski govor. Kako je objavljeno 24. lipnja u časopisu Plos One, ove moždane strukture nisu bile prepoznate u studijama objavljenima u zadnje 34 godine. Rezultati također mogu voditi do uvida u neuro mehanizme ljudskog govora.

'Ovo otkriće otvara ogroman prostor istraživanja i razumijevanje papiga, njihovog procesiranja informacija potrebnih za kopiranje novih zvukova te mehanizama koji čine podlogu imitacije ljudskog govora ' govori Mukta Chakraborty postdoktorski istraživač u laboratoriju Ericha Jarvisa,izvanredni profesor neurobiologije na Dukeu i istraživač na Howard Hughes medicinskom institutu.

Kako je mozak papige drugačiji od mozgova drugih ptica pjevica?

Papige su jedne od rijetkih životinja koje uče zvukove, u smislu da ih mogu imitirati. Istraživači su pokušali shvatiti zašto neke vrste ptica to rade bolje od drugih. Osim razlika u veličini određenih dijelova mozga nijedno potencijalno objašnjenje nije iznjedrilo.

Novo saznanje da mozak papige ima drugačiju strukturu od ptica pjevica i kolibrića, koji također pokazuju učenje vokala, nastalo je proučavanjem obrazaca ekspresije gena. Uz različite centre mozga za kontroliranje učenja vokala ,koji se zovu jezgre, papige imaju i ono što znanstvenici zovu kora ili vanjski prsten, koji je također uključen u učenje zvukova. Ljuske kore su relativno veće u vrsta papiga koje su poznate po imitiranju ljudskog govora.

Do sad su mehanizmi vokalnog učenja bili ispitivani samo na papigama tigricama (koje su od svih papiga najčešći kućni ljubimci).

Tim istraživača iz Danske i Nizozemske donirao za ispitivanje moždano tkivo tigrice, ali i osam vrsta papiga uključujući sunčanu papigu, nimfu, agapornis papigu, dvije vrste papiga amazona, plavu i zlatnu aru, keu i afričku sivu papigu.

Istraživači su tražili specifičnu genetsku oznaku koja je specijalizirana za aktivnost u mozgu ljudi i ptica pjevica. Usporedili su genetske obrasce u mozgu svih papiga,a eksperimente koji prate neurone su radili na tigricama. Čak i drevna vrsta papige, kao novozelandska kea, ima strukturu kore koja je doduše nerazvijena. Ovo sugerira da su se neuroni u kori pojavili prije 29 milijuna godina.

Zato se tek sada uviđa da se imitiranje događa putem dupliciranja u mozgu?

Prije su znanstvenici pretpostavljali da područja koja okružuju jezgru nemaju veze s učenjem zvukova. U istraživanju 2000. godine, Jarvis i Claudio Mello iz Oregon Health & Science Universityja su zaključili da kora i jezgra zajedno tvore jednu veliku strukturu. Ta različita gledišta su prouzročila konfuziju oko veličine sfere mozga važne za vokalno učenje. Jarvis se udružio sa Stevenom Brauthom s Maryland Universityja i svojom postdoktorskom kolegicom Sarahom Durand, da izglade nastali nesporazum.

'Kada samo Mukta i ja gledali nove rezultate iznenadio sam se "Kako li nam je samo ovo promaklo svih ovih godina? Kako je svima drugima promaklo?" govori Jarvis, koji je također član Duke instituta za neuroznanost. 'Više me iznenadila ljudska psihologija te na što se mi ljudi usredotočujemo i koliko smo pristrani. Jednom kada spoznaš ,jasno je. Imam te dijelove mozga već 15 godina,a sada tek vidim."

Koliko su mozgovi papiga zaista specijalizirani za imitiranje?

Novi rezultati pokazuju da sposobnost imitiranja, koju imaju ljudi i druge životinje koje su sposobne naučiti pjevati, dolazi preko dupliciranja putem mozga. Kako se takav copy-paste posao točno odvija je još uvijek nepoznanica.

'Kako dobiti zrcalni sistem pjesme kojeg okužuje drugi sistem?' Jarvis pita. 'Svaki centar za učenje vokala kod papige ima koru i jezgru što sugerira da je čitav put bio umnožen .'

Područja mozga odgovorna za vokalno učenje u ptica su podstavljena pod područja koja također kontroliraju i pokrete. Neka područja pokazuju specifične genetičke izraze za koje znanstvenici spekuliraju da objašnjavaju zašto su neke papige sposobne naučiti i plesati uz glazbu pomoću vokalne ,ali i vizualne imitacije. Sve vrste koje reagiraju na glazbu pokazuju uzbuđenje pokretima ,ali papige koji mogu naučiti imitirati vokale sinkroniziraju pokrete s glazbom koju čuju. Ta sinkronizacija se ,dakle, ne odnosi samo na glas koji imitira zvuk nego i na pokrete.

'Potrebna je izuzetna moć mozga da procesuira čulne informacije i proizvede pomak nužan za imitiranje zvukova neke druge životinjske vrste' kaže Chakraborty. 'Pitanje je koliko su mozgovi papiga specijalizirani i u kojem smislu? Je li riječ o selektivnoj grupi specijaliziranih gena ili pak specifičnoj projekciji koju još nismo otkrili? '

Znanstvenike osobito zanima da li spomenute kore pticama daju mogućnost imitiranja ljudskog govora.

'Ako je to istina onda smo dali odgovor na veliko pitanje s našeg područja koji su ljudi čekali puno godina' govori Jarvis.

Ovo otkriće je dio internacionalnog napora da se nastavi Bird 10K projekt koji zahtjeva poredak kompletnih genoma svih 10,000 vrsta ptica u sljedećih 5 godina.

Uvidjeli smo moguće objašnjenje kako ptice imitiraju ljudski govor, iako je ono bilo dugo previđeno od strane znanstvenika. Kopiranje zvuka kod papiga se može odvijati na sličan način kao evolucija gena gdje imamo kopiju gena koja se duplicira. Jedna kopija gena održava staru funkciju, a druga kontrolira novu. Primijenimo li to na mozak papige jedna kopija bi služila za učenje ponašanja ,a druga za vokalno učenje. Kako će se dalje razvijati ovo istraživanje na papigama ćemo tek vidjeti. No, što to točno znači za ljude i poučavanje ljudskog govora? Možemo povući paralelu između učenja pjeva u ptica i ljudskog govora i to na bihevioralnoj, neurološkoj i genetskoj razini. Kao što smo rekli, rezultati također mogu voditi do uvida u neuro mehanizme ljudskog govora. Svakako valja napomenuti da se trenutno provode istraživanja koja se tiču isključivo neuro mehanizama ljudskog govora.

Unutar mozga papige postoji struktura kore i jezgre odgovorna za učenje zvukova. Neuroni u kori koji okružuju vokalne centre mozga papige igraju ulogu u učenju zvukova i drugih kompleksnih motornih sposobnosti te rješavaju kontroverziju oko veličine područja mozga uključenih u imitiranje pjeva i govora.

Izvor: Duke

Podijeli.