Наука, стоящая за «Полли хотеть взломщика», может направить будущий дизайн лечения речевых расстройств

Записываясь впервые в мозговой активности попугаев, как они звучали, исследовательская группа в школе медицины Гроссмана Нью -Йорк отметила, что их мозг генерирует модели, которые можно увидеть только у людей, как они говорят.

Опубликовано онлайн 19 марта в журнале ПриродаИсследование нанесло на карту активность группы нервных клеток в мозге птицы, называемого центральным ядром переднего аркопаллия (AAC), который, как известно, сильно влияет на мышцы его вокального органа. Различные группы ячеек AAC доказали, что они производят звуки, связанные с согласными и гласными.

Когда попугаи поют, некоторые клетки становятся активными на определенных высотах, таких как нажатие ключей пианино, причем новая модель напоминает организацию, стоящую за человеческой речью. Основываясь на своих результатах, исследователи предполагают, что люди и попугаи — в отличие от любого другого изученного животного, изученного — имеют одинаковую связь между более высокой активностью мозга и производством звука.

«Важным способом разработки новых методов лечения речевых расстройств является поиск моделей на животных, которые могут предложить новые перспективы мозговых процессов, связанных с речью», — сказал Майкл Лонг, автор книги по старшей школе, доктор философии, Томас и преподаватель Сюзанны Мерфи в департаменте нейронауки и преподавателям учреждения для нейробиологии NYU Langone Health. «Процессы мозга, обнаруженные в попугаях, могут помочь объяснить механизмы расстройств связи, затрагивающих миллионы американцев». К ним относятся апраксия (расстройства планирования вокальных движений) и афазия (трудности в создании языка), что может быть результатом травмы, вызванной инсультом.

Тайна людей и попугаев

Исследователи говорят, что язык, на котором говорят «невероятно гибкий», производится деликатными моделями в человеческом мозге. Чтобы определить, являются ли модели уникальными для людей, исследовательская группа сделала первые записи мозга в AAC Budgerigar, тип небольшого попугая, который может подражать сотням человеческих слов.

Часть результатов исследования была сосредоточена на контрасте между мозгом Бадгегара и у Pinson Zéré, своего рода поющих птиц, известных для создания сложных вокализаций. Хотя два вида могут имитировать звуки, используя выделенные области мозга, а также специализированные голосовые органы, только попугаи могут произвести человеческие слова.

Finch Zebra требует более 100 000 практических испытаний, чтобы выучить жесткую песню, при этом опыт подтверждает, что его мозг устанавливает схему фиксированной деятельности посредством тщательного процесса тестов и ошибок. С другой стороны, попугаи — как люди — могут быстро адаптировать свое вокальное поведение. Исследование показало, что используя свою внутреннюю «голосовую клавиатуру», они учатся гибко использовать повторно и рекомбинировать творческим способом для получения разных звуков.

В будущем исследовательская группа планирует изучить функции верхнего мозга, которые решают », какие клавиши фортепиано прижаты» посредством входящих сигналов в AAC. Обнаружение этих процессов может пролить свет на более высокие когнитивные способности у людей, а также на стратегии, которые обогащают модели искусственного интеллекта, стоящие за чат -ботами (модели больших языков).

«Наши результаты подтверждают, что нейроны AAC систематически представляют высоту вокала и управляют точным контролем над ним, эта система показывает беспрецедентные общие моменты с активностью мозга человека», — сказал главный автор Зетиан Ян, постдокторский ученый в лаборатории доктора Лонг. «Таким образом, эта работа устанавливает этот попугай в качестве новой критической модели для изучения контроля над речевыми двигателями».

Это исследование было поддержано финансированием сотрудничества Саймонса в мировом мозге.