Согласно новому исследованию, Budgerigars-единственные животные, известные до сих пор, чтобы иметь языковые центры нейронов, сродни таковым людям.
Попугаи давно очаровали людей своей способностью имитировать речь, но новые исследования показывают, что их мозг делает больше, чем просто подражает — они используют сложные нейронные системы, которые параллельны тем, как люди производят речь. Этот прорыв может помочь ученым лучше понять, как работает речь у людей, особенно в случаях речевых расстройств.
Исследование, опубликованное в среду в журнале Природа исследует мозговые механизмы звуков попугая. Исследователи обнаружили, что у Budgerigars, типа попугая, также называемого Budgie, есть специализированные области мозга для голосовой продукции, которые очень похожи на структуры мозга, которые люди используют для речи.
Budgerigars-единственные животные, известные до сих пор, у которых есть языковые центры в мозге, сродни животным людям, как соавтор исследования Майкл Лонг, нейробиолог из Нью-Йоркского университета Langone Health, рассказывает Лору Сандерс о Science NewsПолем «(Это) — действительно первое нечеловеческое животное, в котором было показано», — добавляет он.
Чтобы выяснить, как Budgies обрабатывают и производят речевые звуки, Лонг и его коллега Зетиан Ян имплантировал крошечные зонды в мозг четырех птиц. Они сосредоточились на области мозга, известной как передний аркопаллий (AAC), которая играет критическую роль в контроле вокала. Исследователи обнаружили, что разные нейронные паттерны в этом регионе соответствуют различным звукам — процессу, который отражает то, как человеческие мозги кодируют речь.
«Это своего рода вокальная клавиатура», — говорит Лонг Лорен Леффер из Популярная наукаПолем «Индивидуальные клетки мозга, кажется, способствуют созвученным звукам и гласным звукам.
Результаты Budgies резко контрастируют с тем, что ученые наблюдали в Зебры Финч, вид певчащей птицы, который, в отличие от Budgerigars, не участвует в вокальной мимике. В Зых Зебры вокализации, по -видимому, кодируются как жесткие, фиксированные модели сложной нейронной деятельности, что затрудняет их изменение ученых песен. Однако в Budgerigars AAC обеспечивает гораздо более адаптируемые и импровизационные речевые паттерны, аналогичные тем, которые наблюдаются у людей.
«То, что попугай представил, это это прекрасное, элегантное решение для изготовления вокальных звуков», — говорит Лонг Майкл Маршалл из Новый ученыйПолем «У него есть такой набор ключей или в этом случае, набор клеток мозга, который может представлять каждый из этих вокальных результатов, а затем играть все, что он хочет».
У людей речь работает аналогичным образом — специфические нейронные паттерны в мозге соответствуют различным мышечным движениям в губах и языке, в соответствии с Популярная наукаПолем Искусственный интеллект смог использовать эти ссылки, чтобы взглянуть на мозговую деятельность человека, который не может говорить и произвести слова, которые они пытаются сказать. Это говорит о том, что люди и Budgerigars используют голосовые карты на основе мозга в родственных способах.
Исследование добавляет к растущему объему исследований познания животных, подчеркивая, что птицы могут обладать более продвинутыми нейронными процессами, чем считалось ранее. Попугаи уже известны своими впечатляющими способностями использования инструментов, но это открытие еще больше бросает вызов предположению, что сложный вокальный контроль уникален для людей.
Эрих Джарвис, исследователь из Университета Рокфеллера, который не был связан с исследованием, подчеркивает значение вывода, рассказывая Новый ученый«Это показывает, что нейронная активность и связанное с ним вокальное поведение ближе между попугаями и людьми, чем попугаи с певчными птицами».
Исследование также имеет потенциальные эволюционные последствия. Сходство между мозгом человека и буджеригар предполагает, что эти два вида, возможно, разработали сопоставимые нейронные стратегии для обучения вокалу, несмотря на то, что их разделяют миллионы лет эволюции. Ученые называют это конвергентной эволюцией, в которой различные виды независимо развивают сходные признаки, чтобы решить одни и те же проблемы.
Помимо его эволюционных и когнитивных аспектов, исследование может иметь практические применения для здоровья человека. Лучше понимая, как AAC организует вокальный выпуск в Budgerigars, исследователи надеются получить новое представление о человеческих расстройствах речи, таких как афазия и болезнь Паркинсона, что может ухудшить способность человека производить язык.
«Такие исследования имеют обещание для продвижения речевой терапии и вдохновляющих технологий интерфейса мозга»,-пишет Джошуа Ноунубель, нейробиолог из Университета штата Делавэр, который не был вовлечен в исследование, в сопровождающем комментарии для ПриродаПолем
Команда Лонга сейчас работает с исследователями машинного обучения, чтобы попытаться «перевод» вокализаций Budgerigar. В случае успеха эта работа может дать более глубокое представление о том, что эти птицы действительно общаются, когда они имитируют человеческую речь и звонки друг друга.
«Теперь мы стараемся перевести Budgie», — говорит он Science NewsПолем «Может быть, мы сможем начать пересмотреть представления о человеческой исключительности».
Будущие исследования могут также изучить, имеют ли другие высококвалифицированные вокальные имитации, такие как лиребирды, имеют одинаковые нервные структуры, предлагая дополнительные подсказки в эволюцию речи. Кроме того, исследователи надеются отслеживать, как AAC развивается с течением времени, и изучить, как социальные взаимодействия влияют на вокальное обучение у Budgerigars.
