نورون های یادگیری آواز در پرندگان آواز خوان شناخته شده است.

 

آواز پرنده، مانند گفتار انسان، یک سری حرکات دقیقاً به موقع است که با کپی کردن آوای افراد دیگر، مانند والدین، آموخته می شود. کازوهیرو وادا، متخصص علوم اعصاب دانشگاه هوکایدو که هدایت این مطالعه را انجام می دهد، می گوید: "سیستم آهنگ در پرندگان، شباهت های زیادی با مدارهای حرکتی پستانداران دارد."

 

در پرندگان، فرایند یادگیری آهنگ به نواحی خاص مغز بستگی دارد به نام ناحیه قشر حرکتی و گانگلیون پایه - این مناطق همچنین در سیستم حرکتی پستانداران یافت می شوند و برای یادگیری و حفظ حرکات پی در پی مهم هستند. با این حال، مشخص نیست که اتصالات عصبی بین این دو منطقه چه نقشی دارد.

 

محققان برای بررسی این موضوع، سهره های گورخری، نوع آواز خوان را مورد مطالعه قرار دادند و بررسی کردند چه اتفاقی می افتد وقتی نورون هایی که ناحیه قشر حرکتی و گانگلیون پایه را به هم وصل می کنند، مختل شوند. آنها ویروسی را بیان می کنند که پروتئین سمیت را در سلولهای عصبی متصل کننده بیان می کند. سموم فقط این سلولهای عصبی متصل کننده را که به آنها نورونهای طرح ریزی گانگلیون قشر مغز گفته می شوند، کشتند.

 

سهره گورخری مورد استفاده در مطالعه. اعتبار: دانشگاه هوکایدو

 

آنها دریافتند که سهره های گورخری نوجوان با نورون های طرح ریزی مختل نمی توانند الگوهای آهنگ را کپی کنند و آهنگهای غیرمعمول با توالی متناقض ایجاد کردند. هنگامی که آنها آزمایش های مشابه را در پرندگان بالغ تکرار کردند، دریافتند که پرندگانی که دارای نورون های طرح ریزی مختل هستند، ساختار آهنگ پیش آموخته شده خود را تغییر نمی دهند و نوسانات صوتی عادی را نشان می دهند.

 

سلولهای عصبی متصل به ناحیه قشر حرکتی و گانگلیون پایه در مغز با استفاده از سموم ویروسی (سمت چپ: نرمال، راست: مختل). این یادگیری عادی در نوجوانان را مختل کرد اما نه در بزرگسالان. اعتبار: میگوئل سانچز-والپوستا و همکاران، PNAS، اکتبر 21، 2019.

 

 

نتایج حاکی از آن است که نورونهای طرح ریزی گانگلیون قشر مغز برای یادگیری جنبه های صوتی و زمانی ساختار یک آهنگ مهم هستند، اما برای حفظ یک الگوی صوتی از پیش آموخته نیست.

کازوهیرو وادا می گوید: "بررسی مدار گانگلیون کورتیکوبازال ممکن است درک ما را از پیشرفت صوتی و اختلالات ارتباطی در انسان تقویت کند."

 

این مطالعه با همکاران دانشگاه توکیو، انستیتوی ملی علوم فیزیولوژیک، مؤسسه علوم پزشکی متروپولیتن توکیو در ژاپن و پژوهشکده تحقیقات مغز کره انجام شد.

 

 

منبع:

Miguel Sánchez-Valpuesta et al. Corticobasal ganglia projecting neurons are required for juvenile vocal learning but not for adult vocal plasticity in songbirds. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019