Команда профессора Техасского университета Тодда Робертса (Todd Roberts) исследует механизмы развития речи, чтобы когда-нибудь научиться лучше помогать людям, страдающим от их нарушения. Одним из объектов этой работы выступают зебровые амадины — широко распространенные певчие ткачики, которые популярны и у любителей птиц, и у биологов. Раннее развитие их навыков пения напоминает развитие речи у младенцев: малыш слышит слова (песни) родителей и активно практикуется в подражании этим звукам.
Однако Робертс и его коллеги смогли «имплантировать» песню в мозг молодых ткачиков, никогда не слышавших взрослых. Авторы использовали методы оптогенетики, получив ГМ-птиц, различные нейроны в мозге которых можно было стимулировать лазерным излучением разной длины волны. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Science.
Нейрофизиологи работали с двумя сенсомоторными регионами птичьего мозга, важными для пения, — с nucleus interfacialis nidopalii (NIf), через который идет обработка сигналов с органов слуха, и с гиперстриатумом (HVC), который управляет движениями, необходимыми для вокализаций. Искусственно стимулируя нейроны этих областей, ученые «демонстрировали» амадинам продолжительность каждой ноты в мелодии, одну за другой.
Постепенно ткачики выучились упрощенному варианту своей песни. Стоит заметить, что длительность стимуляции позволила задать для птиц только длительность нот. Пока не известно, каким образом кодируются их последовательность и высота.
Уже сформированная память о мелодии, по-видимому, хранится где-то в иных областях мозга, помимо NIf и HVC. Ученые показали это, нарушая связь между ними на разных этапах процесса обучения. Такое вмешательство на ранних шагах не позволяло птицам научиться песне, а на поздних, когда мелодия запомнилась, ничуть не мешало ее воспроизводить.