นักวิทยาศาสตร์ฝังความทรงจำเท็จลงในสมองของนก

ม้าลายฟินช์มักจะเรียนรู้ที่จะร้องเพลงจากพ่อของพวกเขา แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้สอนนกตัวน้อยให้จดจำเพลงโดยไม่ต้องเรียนรู้ - และพวกเขาก็ทำเช่นนั้นโดยการปลูกฝังความทรงจำของเพลงในสมองของนก

การทดลองที่แปลกประหลาดนี้ถูกออกแบบมาเพื่อค้นหาเส้นทางของสมองที่เข้ารหัสระยะเวลาบันทึกในนก ในท้ายที่สุดประเด็นก็คือการวาดแนวกับวิธีที่มนุษย์เรียนรู้ที่จะพูด หวังว่าการวิจัยจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์กำหนดเป้าหมายยีนและเซลล์ประสาทเพื่อปรับปรุงการเรียนรู้ภาษาในคนออทิสติกและเงื่อนไขอื่น ๆ ที่มีผลต่อการพูด

"นี่เป็นครั้งแรกที่เรายืนยันพื้นที่สมองที่เข้ารหัสความทรงจำเกี่ยวกับพฤติกรรม - ความทรงจำเหล่านั้นที่นำทางเราเมื่อเราต้องการเลียนแบบอะไรจากการพูดเพื่อเรียนเปียโน" ทอดด์โรเบิร์ตส์นักประสาทวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสตะวันตกเฉียงใต้ Donnell Brain Institute กล่าวในแถลงการณ์ "การค้นพบนี้ทำให้เราสามารถปลูกฝังความทรงจำเหล่านี้ไปยังนกและเป็นแนวทางในการเรียนรู้เพลงของพวกเขา"

นกตัวเล็กบอกฉัน

ม้าลายฟินช์ (Taeniopygia guttata) เป็นนกสังคมขนาดเล็กที่มีถิ่นกำเนิดในอเมริกากลางและได้รับความนิยมในฐานะสัตว์เลี้ยง เช่นเดียวกับที่มนุษย์ทารกเรียนรู้ภาษาโดยเลียนแบบสิ่งที่พวกเขาได้ยินม้าลายฟินช์ฟังพ่อของพวกเขาร้องเพลงแล้วฝึกทำเพลง การวิจัยใหม่เผยให้เห็นว่าสัตว์ดึงมันออกมาได้อย่างไร

โรเบิร์ตและเพื่อนร่วมงานของเขาใช้ออปโตจีนิกส์ในการดัดแปลงเซลล์ประสาทของนกฟินช์โดยไม่ต้องให้พวกเขาร้องเพลง เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการใช้แสงในการควบคุมพฤติกรรมของโปรตีนไวแสงในเซลล์ประสาทหรือเซลล์สมองช่วยให้นักวิจัยสามารถควบคุมเมื่อเซลล์ประสาทไฟไหม้ การใช้เครื่องมือนี้นักวิจัยสามารถปรับเปลี่ยนการทำงานของสมองในบริเวณเซ็นเซอร์เซ็นเซอร์ที่เรียกว่า Nif ซึ่งส่งข้อมูลไปยังพื้นที่สมองของนักขับร้องเพลงที่เรียกว่า HVC พื้นที่นี้มีส่วนร่วมในการเรียนรู้และการทำซ้ำเพลงนก

ด้วยการเต้นของแสงในจังหวะนักวิจัยสามารถเข้ารหัส "ความทรงจำ" ในสมองของฟินช์เช่นที่บันทึกของนกจะตรงกับระยะเวลาของแสงพัลส์ ราวกับว่ามีร่างของพ่อกำลังทำตามคำแนะนำเหล่านี้เพื่อให้นกจำได้ แต่ไม่มีนกฟินช์ของพ่อ

เข้าใจการเรียนรู้ภาษา

ระยะเวลาบันทึกเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะสอนนกกระจิบเป็นเพลงเต็มนักวิจัยกล่าว นกยังต้องเรียนรู้ด้านอื่น ๆ ของทำนองเช่นระดับเสียง

“ เราไม่ได้สอนนกทุกอย่างที่จำเป็นต้องรู้ - แค่ระยะเวลาของพยางค์ในเพลง” โรเบิร์ตกล่าว "บริเวณสมองทั้งสองที่เราทดสอบในการศึกษานี้เป็นตัวแทนของปริศนาเพียงชิ้นเดียว"

เขาพบว่ามีชิ้นส่วนเพิ่มมากขึ้นอาจเป็นไปได้ที่จะสอนนกให้ร้องเพลงทำนองเต็มรูปแบบโดยไม่มีครูคนใดเลย “ แต่” โรเบิร์ตส์พูด“ เราอยู่ไกลจากการทำเช่นนั้น”

การวิจัยขั้นพื้นฐานของนกนี้ถูกออกแบบมาเพื่อคลี่คลายวงจรของสมองที่ทำให้การเรียนรู้ภาษาเป็นไปได้ การเชื่อมโยงระหว่าง HVC และภูมิภาค Nif ในนกมีความสำคัญต่อการร้องเพลงนักวิจัยรายงานในวารสาร Science สัปดาห์นี้ หากการสื่อสารระหว่างทั้งสองภูมิภาคถูกตัดหลังจากที่นกได้เรียนรู้ทำนองเพลงสัตว์ก็ยังสามารถร้องเพลงได้ แต่ถ้า HVC และ Nif ถูกตัดขาดจากกันก่อนที่นกจะมีโอกาสสร้างความทรงจำเกี่ยวกับเพลงนกกระจอกไม่สามารถเรียนรู้ได้ไม่ว่าจะได้ยินเสียงเพลงกี่ครั้งก็ตาม

“ สมองของมนุษย์และเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับการพูดและภาษานั้นซับซ้อนเกินกว่าวงจรของนกที่เพรียกร้อง” โรเบิร์ตส์กล่าว “ แต่งานวิจัยของเรากำลังให้ข้อมูลที่ชัดเจนว่าจะหาข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความผิดปกติของพัฒนาการทางระบบประสาทได้อย่างไร”