Подростки учатся многим важным моделям поведения, подражая взрослым. Но молодые ученики избирательны в том, кого копировать, и ученые не понимают, как они выбирают правильного учителя.
Молодые самцы зебровых зябликов должны научиться копировать песню взрослого наставника, чтобы в конечном итоге привлечь себе пару. Исследователи уже знали, что молодые особи не копируют песни, воспроизводимые через громкоговоритель или исполняемые другими видами птиц. Теперь результаты ученых из Университета Дьюка показывают, как молодые птицы определяют правильного учителя.
Исследование, опубликованное 17 октября в журнале Nature, показывает, что нахождение рядом с репетитором по пению активирует связи между социальной областью мозга молодой птицы и частью мозга, отвечающей за способность подростка петь. Если эти связи не активированы, молодой зяблик не сможет скопировать песню наставника.
«Очевидно, что для людей очень важна способность обучаться видоспецифичному поведению, такому как речь», - сказал Ричард Муни, профессор нейробиологии Джорджа Барта Геллера. «Пение птиц - один из очень немногих примеров в мире животных, когда поведение передается от одного поколения к другому путем подражания, а не генетического наследования». Тот факт, что птицы учатся «речи», как и мы, дает исследователям возможность использовать животных для изучения того, как молодой ученик запоминает чужие действия, а затем, в конце концов, учится имитировать эти действия..
Исследователи сосредоточили свою работу на двух областях мозга зяблика. Первая часть коры необходима для пения и чем-то похожа на область Брока в человеческом мозгу, которая необходима для речи. Второй участок размером с булавочную головку, известный как периакведуктальный серый или ПАГ, содержит группу нервных клеток, которые высвобождают дофамин и у мышей реагируют на других мышей. У вьюрков эти нейроны PAG, секретирующие дофамин, посылают длинные волокна, которые заканчиваются в певчей коре.
У молодых птиц, которые раньше не встречались с воспитателем, исследователи обнаружили, что нейроны PAG активизировались в присутствии поющего взрослого самца, но молчали, когда птенец встречал тихих самцов или взрослых самок, которые не пели и не слышали песни зябликов, которые играли через динамик. Активность в PAG подростка продолжалась некоторое время даже после того, как наставник перестал петь, а это означает, что нейроны, вероятно, реагируют на что-то иное, чем звук - возможно, на социальные сигналы от старшей птицы. Фактически, отключение PAG у несовершеннолетних заставило их игнорировать своих наставников, что позволяет предположить, что эта область мозга влияет на способность молодых зябликов распознавать подходящего наставника и обслуживать его.
Ученым уже несколько десятилетий известно, что у зебровых амадин есть чувствительный период для обучения песням. Если подростки не встречают подходящего наставника до того, как им исполнится 60 дней, они вырастают и начинают петь песни, которые намного проще, чем те, которые они могли бы выучить у наставника. Примечательно, что эти простые песни гораздо менее привлекательны для самок, что ставит необученную птицу в невыгодное положение для спаривания.
«Если птица достигает определенного возраста, ей становится очень трудно учиться у других птиц», - сказал Муни. «Это прямо аналогично сензитивным периодам обучения человеческой речи. Певчие птицы могут стареть из-за того, что не могут выучить репетиторскую песню, точно так же, как человек может стареть из-за того, что не может научиться бегло говорить по-французски».
Когда исследователи запретили области мозга PAG общаться с певческой корой во время чувствительного периода, молодая птица выросла и стала петь очень простые песни, как будто она никогда не слышала никакого наставника. Но блокирование этого пути сразу после ежедневного занятия ученика с наставником не повлияло на его способность копировать песню старшего зяблика.
Когда исследовательская группа активировала область PAG, высвобождающую дофамин, во время воспроизведения песен взрослых самцов зебровых вьюрков через динамик, молодые птицы копировали песню, хотя там не было настоящей птицы.
Дофамин важен для обучения, которое подкрепляется внешними наградами, такими как деньги или конфеты, сказал Муни. Поскольку этот путь у птицы включает одну и ту же молекулу, вполне возможно, что для ученика встреча с правильным учителем сама по себе является наградой.
В дальнейшем Муни и его команда будут исследовать, как эта группа клеток влияет на другие виды поведения, в частности, на ухаживание.
«Одна из идей состоит в том, что этот дофаминовый путь помогает молодой певчей птице распознавать и усваивать соответствующий пример ухаживания взрослого самца», - сказал Муни. «Затем, когда ученик достигает совершеннолетия, тот же самый путь задействуется, чтобы «вспомнить» это поведение, что позволяет ему эффективно ухаживать за ближайшей женщиной."