Новейшее исследование, опубликованное 19 марта в журнале Nature, выявило ранее неизвестные нейронные механизмы, лежащие в основе способности попугаев к сложной и гибкой вокализации, аналогичной человеческой речи.
Результаты демонстративно подтверждают, что волнистые попугаи – буджеригары, небольшие неоновые попугаи, родом из Австралии, – благодаря своей социальной природе и исполнению длинных мелодичных песен, активно используют имитацию человеческих фраз для поддержания контактов. Примером служит питомец по кличке Пак, который до 1994 года удерживал рекорд Книги рекордов Гиннесса с запасом в 1728 слов.
В ходе исследования у четырех волнистых попугаев в мозг были установлены микрощупы для регистрации активности нейронов в области, связанной с функционированием голосового аппарата. Полученные данные сравнивались с нейронной активностью человека и с моделями, основанными на зебровых овсянках, чьи вокализации характеризуются менее гибкими шаблонами.
Анализ показал, что область передней дельтовидной коры (AAC) у попугаев функционирует по принципу модульности, схожему с речевыми центрами у людей, где отдельные нейроны активируются для управления артикуляционными движениями, формирующими конкретные звуки. Принцип работы AAC можно сравнить с «вокальной клавиатурой», где отдельные клетки отвечают за передачу как согласных, так и гласных звуков, отображая целый спектр тональностей, включая клеточное представление ноты бемоль и ноты B. Благодаря регистрации активности всего лишь пяти нейронов удалось с высокой точностью восстановить волнообразные колебания частоты голосового сигнала.
Демонстрационное видео, созданное Zetian Yang и Andrew Bahle, иллюстрирует работу исследуемой системы с участием трех волнистых попугаев, получивших имена: серый — Hopfield, зеленый — Hinton и синий — Turing.
Нейробиолог Joshua Neunuebel из Университета Делавэра отметил перспективы дальнейших исследований, включая анализ того, почему птицы выбирают те или иные звуки, а также возможность сотрудничества с экспертами по машинному обучению для «перевода» вокализаций попугаев. Полученные данные открывают перспективы использования буджеригаров в качестве модельного организма для изучения речевых нарушений, таких как аутизм, болезнь Паркинсона и афазия, а также для разработки технологий интерфейсов «мозг-компьютер».
Эволюционная параллель между мозгом человека и попугаев, разделяемая примерно 300 миллионами лет, демонстрирует сходство нейронных систем, ответственных за речь, что подчеркивает значимость исследований в области нейронауки для разработки новых методов терапии речевых нарушений.
Соавтор исследования и нейробиолог Michael Long из NYU Grossman School of Medicine отметил: «Это то, что заставляет меня вставать каждое утро, думая о том, как помочь людям, у которых утрачена способность говорить».
Изображение носит иллюстративный характер
Результаты демонстративно подтверждают, что волнистые попугаи – буджеригары, небольшие неоновые попугаи, родом из Австралии, – благодаря своей социальной природе и исполнению длинных мелодичных песен, активно используют имитацию человеческих фраз для поддержания контактов. Примером служит питомец по кличке Пак, который до 1994 года удерживал рекорд Книги рекордов Гиннесса с запасом в 1728 слов.
В ходе исследования у четырех волнистых попугаев в мозг были установлены микрощупы для регистрации активности нейронов в области, связанной с функционированием голосового аппарата. Полученные данные сравнивались с нейронной активностью человека и с моделями, основанными на зебровых овсянках, чьи вокализации характеризуются менее гибкими шаблонами.
Анализ показал, что область передней дельтовидной коры (AAC) у попугаев функционирует по принципу модульности, схожему с речевыми центрами у людей, где отдельные нейроны активируются для управления артикуляционными движениями, формирующими конкретные звуки. Принцип работы AAC можно сравнить с «вокальной клавиатурой», где отдельные клетки отвечают за передачу как согласных, так и гласных звуков, отображая целый спектр тональностей, включая клеточное представление ноты бемоль и ноты B. Благодаря регистрации активности всего лишь пяти нейронов удалось с высокой точностью восстановить волнообразные колебания частоты голосового сигнала.
Демонстрационное видео, созданное Zetian Yang и Andrew Bahle, иллюстрирует работу исследуемой системы с участием трех волнистых попугаев, получивших имена: серый — Hopfield, зеленый — Hinton и синий — Turing.
Нейробиолог Joshua Neunuebel из Университета Делавэра отметил перспективы дальнейших исследований, включая анализ того, почему птицы выбирают те или иные звуки, а также возможность сотрудничества с экспертами по машинному обучению для «перевода» вокализаций попугаев. Полученные данные открывают перспективы использования буджеригаров в качестве модельного организма для изучения речевых нарушений, таких как аутизм, болезнь Паркинсона и афазия, а также для разработки технологий интерфейсов «мозг-компьютер».
Эволюционная параллель между мозгом человека и попугаев, разделяемая примерно 300 миллионами лет, демонстрирует сходство нейронных систем, ответственных за речь, что подчеркивает значимость исследований в области нейронауки для разработки новых методов терапии речевых нарушений.
Соавтор исследования и нейробиолог Michael Long из NYU Grossman School of Medicine отметил: «Это то, что заставляет меня вставать каждое утро, думая о том, как помочь людям, у которых утрачена способность говорить».
