پژوهشگران با دستکاری مغز فنچ‌ها، لحن آواز آنها را تغییر دادند!

به گزارش ایسنا و به نقل از نیوساینتیست، پژوهشگران "مرکز پزشکی دانشگاه تگزاس شعبه جنوب‌غربی" (UTSW) توانستند با دستکاری مغز فنچ‌های راه‌راه جوان، لحن آواز آنها را تغییر دهند. آنها در این فرآیند، ناحیه‌ای از مغز فنچ‌ها را که به یادگیری آواز مرتبط است، دستکاری کردند و شاهد تغییر طول نت‌های آواز آنها بودند.

آواز فنچ راه‌راه، مجموعه‌ای از نت‌ها و بخش‌های کوتاه است. این پرندگان معمولا آواز را با به خاطر سپردن آواز پدر خود یاد می‌گیرند و سپس به آرامی به تقلید از آن می‌پردازند.

"تاد رابرتز" (Todd Roberts)، پژوهشگر مرکز پزشکی دانشگاه تگزاس و همکارانش تلاش می‌کنند تا نحوه رمزگذاری خاطرات را در مغز  درک کنند. بیشتر تمرکز آنها بر خاطراتی است که به پیشرفت گفتار و مهارت‌های اجتماعی کمک می‌کنند.

پژوهش‌های پیشین نشان داده بودند که ناحیه‌ای از مغز پرندگان موسوم به" HVC"، نقش مهمی در یادگیری آوازها دارد و آسیب دیدن آن می‌تواند توانایی یادگیری آوازها را مختل کند. این ناحیه از مغز، ورودی‌های خود را از ناحیه دیگری موسوم به "NIf" دریافت می‌کند و نورون‌ها در این ساختار، در آغاز و پایان بخش‌ها شلیک می‌شوند. این موضوع نشان می‌دهد که نورون‌ها، در رمزگذاری طول بخش‌ها نقش دارند.

پژوهشگران برای دستکاری فعالیت عصبی اتصالات میان نورون‌های این دو ناحیه، از روشی موسوم به "اپتوژنتیک" (Optogenetics) استفاده کردند. در این روش، ژن‌ها در نورون‌ها قرار می‌گیرند و می‌توان آنها را با نور کنترل کرد. سپس سیم‌های کوچکی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا نور به ناحیه مشخصی از مغز تابانده شود.

"رابرتز" و گروهش، آزمایش‌هایی را روی تعدادی از فنچ‌های راه‌راه جوان انجام دادند که هرگز آواز خواندن فنچ‌های بزرگسال را نشنیده بودند، اما سعی داشتند آواز خود را ابداع کنند. پژوهشگران، تفاوت‌های میان لحن پایانی آواز فنچ‌ها را بررسی کردند.

هنگامی که پژوهشگران، پالس‌های کوتاهی از نور را مورد استفاده قرار دادند، پرندگان آواز خواندن را با بخش‌های کوتاه آغاز کردند. پرندگان با دریافت پالس‌های بلند نور، آوازهایی با بخش‌های بلندتر خواندند.

"رابرتز" گفت: ما مسیری را در مغز شناسایی کردیم که با فعال کردن آن، پیش‌زمینه‌ای در مورد طول بخش‌ها به ذهن پرنده منتقل می‌شود؛ در صورتی که پرنده پیش از آن هرگز آواز خواندن پرنده دیگری را تجربه نکرده است.

طول بخش‌ها، تنها یکی از جنبه‌های یادگیری آواز توسط فنچ راه‌راه است. ویژگی‌های دیگر مانند اوج گرفتن و یا ادغام بخش‌ها، رمزگذاری دشوارتری دارند، اما هدف "رابرتز" و گروهش این است که نهایتا این موارد را نیز مورد بررسی قرار دهند.

"رابرتز" افزود: مکانیسم‌های یادگیری صوتی در مغز پرنده می‌تواند مانند مدلی برای درک نحوه یادگیری حیوانات از تجربیات اجتماعی عمل کند. ما می‌توانیم از این اطلاعات برای مشخص کردن آن دسته از مدارهای مغز استفاده کنیم که ممکن است در بروز بیماری‌های مربوط به رشد عصبی نقش داشته باشند.

این پژوهش، در مجله" Science" به چاپ رسید.