Птицы могут выучиться пению без практики

Нейрофизиологи обнаружили, что птицы могут учиться пению без постоянных тренировок. Информация о правильном исполнении песни собирается и анализируется в специальном отделе мозга, после чего сразу находит идеальное вокальное воплощение.

Считается, что сложные формы деятельности (например, речь или танец), требующие высокой степени контроля со стороны нервной системы, выучиваются путём подражания. Это работает у всех животных: так, певчие птицы разучивают песни, повторяя рулады старших, и через сотни и сотни проб и ошибок молодая птица наконец-то овладевает голосом в совершенстве. Точный механизм этого неизвестен, но есть довольно популярная нейрофизиологическая модель, постулирующая участие в этом древней мозговой структуры, называемой базальными ганглиями. Базальные ганглии в ответ на слышимые образцы посылают в моторную кору некую схему, которая должна быть воспроизведена. Моторная кора пытается выполнить задание, и если сходство удовлетворительное, то базальные ганглии выдают награду в виде дозы дофамина. Так закрепляются правильные вокальные движения языка и гортани.

Но эксперименты учёных из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США) опровергают эту гипотезу. Исследователи обучали японских амадин петь в соответствии с искусственным образцом. Для этого птицы должны были изменить свои вокальные навыки, подогнать их под новый образец. По ходу эксперимента амадинам давали вещество, блокирующее передачу нервных импульсов между базальными ганглиями и моторной корой. Обмен информацией между этими двумя структурами подразумевает, что птицы постоянно сверяют свои успехи с образцом, постепенно улучшая вокальные навыки. И затем базальные ганглии всё время осуществляют контроль качества, не допуская отклонений от «партитуры». Однако, несмотря на невозможность обмениваться информацией, птицы не принимали в расчёт новые образцы, и звуковысотный рисунок их песен не изменился.

Но стоило снять блок между базальными ганглиями и моторной корой, как амадины мгновенно запели так, как будто только и делали, что тренировались правильно повторять предложенные вокальные шаблоны. С одной стороны, это говорит о том, что базальные ганглии необходимы для обучения: без них некому руководить мелкой моторикой, отбирать правильные движения и запрещать неправильные. А с другой — получается, что базальные ганглии могут накапливать информацию извне, анализировать её и потом отсылать в моторную кору сразу готовую идеальную схему движений. То есть выходит, что птицы могут обучаться без постоянной практики, без проб и ошибок: сначала накапливать «теорию», а затем в совершенстве применять навык на практике. Очевидно, центр «теории» и центр «практики» в птичьем мозгу идеально синхронизированы, так что им не надо снова и снова заниматься перепроверкой и подгонкой результата.

Базальные ганглии есть не только у птиц. Это довольно консервативная структура, которая выполняет схожие функции у самых разных групп позвоночных. Считается, что у человека нарушения в базальных ганглиях сопровождают синдромы Паркинсона и Хантингтона, характеризующиеся утратой контроля над движениями. Поэтому исследования того, как базальные ганглии связаны с птичьим пением, имеют не только абстрактно-зоологический характер.

Похожие статьи: