Studie der Singvögel beleuchtet Gehirn Schaltungen und Lernen

Durch das Studium , wie die Vögel zu meistern Songs in Balz verwendet , Wissenschaftler an der Duke University haben herausgefunden, dass die Regionen des Gehirns bei der Planung und Steuerung komplexer Vokalsequenzenbeteiligt kann auch zur Speicherung Sounds, die als Modelle für vocal Nachahmung dienen notwendig sein.

In einem Papier in der Ausgabe September 2012 von der Fachzeitschrift erscheinen, Nature NeuroscienceForscher an der Duke und Harvard Universitäten beobachtet die imitative Stimmlerngewohnheitender männlichen Zebrafinken zu lokalisieren, die Schaltungen in der Vögel Gehirn für das Lernen ihrer Songs notwendig sind.

Zu wissen, welche Gehirnschaltungen in Lernen durch Imitation involviert könnte weit reichende Auswirkungen für die Diagnose und Behandlung von menschlichen Entwicklungsstörungen haben , sagte der Forscher. Der Befund zeigt, dass die gleiche Schaltung für Vokalsteuerung verwendet beteiligt sich auch an Gehör Lernen, was die Möglichkeit , dass Stimmkreisein unserem eigenen Gehirn helfen auch codieren Hörerlebnis wichtig, Sprache und Spracherwerb.

" Vögel lernen ihre Lieder schon früh im Leben durch das Hören auf das Auswendiglernen und das Lied von Eltern oder anderen Erwachsenen Vogel Tutor, in einem Prozess ähnlich wie Menschen lernen, zu sprechen", sagte Todd Roberts , Ph.D., die Studie der erste Autor und Postdoktorand in der Neurobiologie an der Duke University . " Sie gestalten ihre Laute zu erreichen oder zu kopieren Song Lehrer . "

Ein junger männlicher Zebrafink , Roberts sagte , lernt sein Lied in zwei Phasen - Auswendiglernen und Praxis. Er sagte, die Schüler schnell merken das Lied eines erwachsenen Tutor, aber üben müssen singen mehr als 100.000 -mal in einem Zeitraum von 45 Tagen , um die Song- Lehrer genau nachzuahmen.

Während der Studie wurde Spracherkennungssoftware mit Optogenetik gepaart , eine Technologie, der Genetik und der Optik verbindet , um die elektrische Aktivität von Nervenzellen oder Neuronen steuern. Mit Hilfe dieser Werkzeuge konnten die Forscher in der Lage, Signale des Gehirns zu koordinieren kleinen Gruppen von Neuronen in der junge Vogel Gehirn für ein paar hundert Millisekunden klettern , während er zu seinem Lehrer zu hören , so dass sie zu testen, welche Hirnregionen waren während des Lernprozesses wichtig.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass ein Lied vor, eine Motor -Region in der Schüler Gehirn spielt zwei verschiedene Rollen . Nicht nur, dass es die Ausführung lernten Stimmsequenzenzu kontrollieren, es hilft auch, kodieren Informationen, wenn der Schüler zu seinem Lehrer zu hören , sagte Roberts .

"Wir lernen einige unserer interessantesten Verhaltensweisen , einschließlich Sprache, Sprache und Musik , durch das Hören zu einem geeigneten Modell und dann die Emulation dieses Modell durch intensive Praxis ", sagt Senior-Autor Richard Mooney , Ph.D., Professor für Neurobiologie und Mitglied des der Herzog -Institut für Neurowissenschaften . " Eine traditionelle Ansicht ist, dass diese Zwei-Schritt- Folge - Hören von Kraftprobegefolgt . - Erste beinhaltet die Aktivierung durch das Modell der Gehirnregionen wichtig, auditiven Verarbeitung Dies wird Tage, Wochen oder sogar Monate später durch die Aktivierung von Hirnregionen wichtig, Motor gefolgt Kontrolle. "

"Hier haben wir festgestellt , dass eine Hirnregion, die wesentlich für die Motorsteuerung der Song ist auch eine wesentliche Rolle bei der auditiven Lern des Tutors Song ", sagte Mooney . "Diese Feststellung wirft die Möglichkeit , dass die prämotorischen Schaltungen wichtig, die Planung und Steuerung Rede im eigenen Gehirn eine wichtige Rolle im Gehör Lernen von Sprachlauten spielen auch in der frühen Kindheit . " Diese Gehirnregion , als Broca-Areal bekannt ist, wird in der Frontallappen der linken Hemisphäre befindet .

Die Forschung hat Implikationen für die Rolle des prämotorischen Schaltkreise im Gehirn, und schlägt vor , dass diese Bereiche sind wichtige Ziele , die bei der Bewertung der Entwicklungsstörungen , die Sprache, Sprache und andere nachahmende Verhalten beim Menschen beeinflussen , sagte Roberts .