A módszerrel most először tudták azonosítani a hangutánzáshoz szükséges agyi területeket. A különös kísérlet célja, hogy jobban feltérképezzék azokat az agyi ösvényeket, melyek a hang időtartamát (hanghosszúságot) kódolják a madarak agyában, ha pedig ez sikerrel jár, reményeik szerint betekintést nyerhetnek az emberi beszédtanulási folyamatok eddig ismeretlen aspektusaiba is. Azokat a speciális géneket és neuronokat szeretnék megcélozni és fejleszteni, melyek az autizmussal és egyéb, a hangképzést hátrányosan befolyásoló állapottal együttélő emberek esetében eltérnek egészséges társaikétól. Todd Roberts, a Texasi Southwestern Egyetem O’Donell Agykutató Központjának vezetője elmondta:

„Ez az első alkalom, hogy megerősítést nyertünk azokról az agyterületekről, melyek a viselkedést célzó memóriát kódolják, ezek azok az emlékek, melyek vezetnek minket, mikor utánozni akarunk valamit, lett légyen az a beszéd vagy zongorázás megtanulása[…] A felfedezés lehetővé teszi, hogy beépítsük az emlékeket a madarak agyába és irányítsuk az énektanulási folyamatokat.”

Diszkó a laboratóriumban

A zebrapintyek Közép-Amerikában honos, élénk, szociális természetük miatt háziállatként is előszeretettel tartott madarak. Aktív társadalmi életet élnek, vagyis nagyon „beszédesek”, a kis pintyek pedig az apjuk énekét hallgatva memorizálják a kommunikáláshoz szükséges dallamokat. „Azt már legalább 70 éve tudjuk, hogy a madarak az apjuktól tanulnak énekelni. […] Régi vágyunk volt, hogy azonosítsuk az ezért felelős agyi területet. Ez a fajta tanulási folyamat, amit a madarak használnak, nagyon hasonló az általunk, emberek által követett módszerekhez, különösen fiatal korban, mikor beszélni tanulunk.” – magyarázta Robert. A kutatócsapat az optogenetika technikájának használatával módosították a madarak neuronjait. Az optogenetika lényege, hogy fénnyel kontrollálják a neuronális, vagyis agysejti fényérzékeny proteinek viselkedését, így lényegében a kutatók átveszik a hatalmat az agy felett, ők döntik el, hogy egy neuron mikor kapcsoljon be.

Egy üvegszálas optikai kábellel világították meg a kiválasztott pontot, így képesek voltak megváltoztatni az agyi aktivitást a Nif nevű (nucleus interfacialis) szenzomotoros területen, mely információkat küld egy speciális, csak az énekesmadarak agyában található régióba, a HVC-be (high vocal center). Ez a régió felel a dalok tanulásáért és reprodukálásáért.

Magyarán felfedezték, hogyan taníthatnak dalokat, szimplán az agy stimulálásával, felvéve a zebrapinty-apa szerepét. A fény pulzációjának ritmusa és hossza adta az egyes hangjegyek időtartamát, azonban ez önmagában még nem ad teljes dallamot, ahhoz a hangmagasságot is kódolni kéne, de erre egyelőre még nincs megoldás. „A két agyi régió, amit teszteltünk, csak egy kis darabja a kirakósnak”- mondja Roberts. Azonban, ha a kirakós összeáll, képesek lehetnek teljes dalok tanítására is.

Jöhetnek a Highway to hellt éneklő madarak?

„A teljes tanítási folyamat kivitelezésétől még nagyon messze vagyunk” – tette hozzá a kutatócsapat vezetője. A kísérlet fő fókusza egyébként sem kifejezetten az énekesmadarak tanulmányozása, hanem a nyelvtanulást lehetővé tévő agyi áramkörök működésének alaposabb megismerése, amiben nagy szerepe lehet a Nif és a HVC területek közötti kapcsolat felfedezésének. Mikor a két régiót összekötő kommunikációt elvágták, a madár még el tudta énekelni a dallamot, amennyiben azt a beavatkozás előtt tanulta meg. Ha azonban a memorizálás előtt végezték el a beavatkozást, a pinty hiába erőlködött, sokadszorra sem tudta megjegyezni a dalt.

„Az emberi agy, benne a beszéddel és nyelvvel kapcsolatos agyi átjárókkal, sokkal komplikáltabb, mint egy kismadár agyi áramkörei”- mondja Roberts – „De a kutatás segítségével nyomára bukkanhatunk a területeknek, melyek több információt nyújtanak az agyi fejlődési zavarokkal kapcsolatban.”

A technika emberi tesztek során való használata tehát még várat magára, de egy nap talán arra is képesek lesznek a tudósok, hogy a traumatikus élményekből származó pszichológiai zavarokat is kezeljék, az emlékek megváltoztatásával.

(Forrás: newscientist Fotó: pixabay, Flickr/eta4ever, Flickr/oistedu )