A zebrák csak annyira jól éneklik, hogy alvásukban meg tudják csinálni. És a tudósok szerint mindent megtesznek, kivéve: Amint ellazulnak, a zebrókák az agyrégiókat felgyújtják, és énekzsineiket úgy rezegtetik, hogy utánozzák az ébrenlétteljes háborodást.
kapcsolodo tartalom
- Az alvás-tanulás mítosz volt, de a szundi ideje alatt erősítheti az emlékezeteket
- Ez az agyad a kedvenc dalán
Az elmúlt két évtizedben a tudósok úgy találták, hogy az alvás kritikus része a zebra pinty dal-tanulási repertoárjának. A pintyek nem született övária; ehelyett serdülőkorban tanulják meg dalaikat, felnőtt oktató felügyelete alatt gyakorolnak és bánnak. Az oktató türelmesen fog mozogni a hallgatói számára, akik ezt követően megfogalmazzák a saját kezdeményező hangosításukat. A saját hangjuk meghallgatása kulcsfontosságú elemnek tűnik a kis zebrák számára, mivel ezek kipróbálják a jegyzeteket és a szótagokat.
A gyakorlat természetesen tökéletes, de még fontosabb? Jó éjszakát aludni.
Az iskolában töltött nehéz nap után minden zebra pálcába fekszik, zenével szem előtt tartva - annyira, hogy az agya be- és bepillantást élvez ugyanazon mintákba, mint a napi gyakorlatok során. Hangszálai is rezegnek, de nem adnak hangot: A madarak nem tolnak elegendő levegőt torkukon keresztül, hogy hallható zajt keltsenek.
A kutatók elméletük szerint a madarak valójában dalról álmodnak - inkább az alvó ajak szinkronizálása, mint az alvás éneklése. Ennek sok köze lehet az oktatóktól megtanult anyag kristályosításához és átalakításához - ez egy olyan jelenség, amely összehasonlítható az emberek memóriáinak és információinak hosszú távú tárolásba történő csomagolásával. Reggel a pintyek morgók és zavarodottak, kissé kevésbé koherensen csapkodnak, mint az előző nap, de az idő előrehaladtával daluk javul.
A tudósok úgy gondolják, hogy annak tanulmányozása, hogy a madarak hogyan használják az alvást, hogy megtanulják dalait, segíthet megérteni az emberi nyelv elsajátításának titokzatos folyamatát. Az emberi beszédhez hasonlóan a madárdalom dallamai is bonyolultak és összetettek, sőt az agyút és az izmokat is aktiválják, mint az emberekben.
"Tegnap este volt ez az őrült álom, de elfelejtettem leírni." (Flickr / Cathy) De a lemosó zebrák álomképének tanulmányozása nem könnyű feladat: Nem mintha tudnánk elcsábítani a madarakat ébren és kérdezni. Ahhoz, hogy jobban megértsük ezen álmos madárlánc belső működését, Gabriel Mindlin kutatócsoportja a Buenos Aires-i Egyetemen úgy döntött, hogy egy lépéssel tovább lép a zenei parancsláncban. Az agy ellenőrzi a viselkedést, de kettő között izmos közvetítő van. Ahhoz, hogy az agy mintázatát teljes értékű széréná alakítsuk át, a madár hangszervének először végre kell hajtania a meneteli utasításokat. Kollégáival együtt Mindlin, a biofizika professzora, aki a madárdal mechanikáját tanulmányozza, olyan rendszert tervezett, amely közvetlenül mérheti az érintett izmok aktivitását.
Korábbi munkájában kutatócsoportja az Utah-i Egyetemen dolgozó tudósokkal együttműködésben azt találta, hogy a zebrák az égi izmaikat az agy dal-jellegű tevékenységével szinkronban mozgatják, jelezve, hogy az izmok leolvasása jó proxy lehet a peekinghez. a madarak dallamos visszatéréseire.
"Most ahelyett, hogy egy [agyi] sejtet nézzünk egyszerre, láthatjuk az egész rendszer kimenetét, és ez nagyon izgalmas" - mondja Daniel Margoliash, a Chicagói Egyetem neurobiológiai professzora, aki már több mint a madárdalmat tanulmányozott. három évtized. Margoliash korábban együttműködött Mindlin csoportjával, de nem vett részt ezekben a tanulmányokban.
A tanulmány azt is megállapította, hogy az alvás nem csupán a gyakorlás ideje - esélyt is adhat a madaraknak, hogy csendben improvizálják az új dallamokat. Úgy tűnik, hogy a madarak vokális izmai kissé meghaladnak éjjel frízen, csendes dalokat komponálva, amelyek nem tapadnak a nappali forgatókönyvekhez. Ez az új kutatás képes olyan variációkat megragadni, amelyekre az agy korábbi kutatásai nem voltak képesek, és arra utal, hogy a zenei elme kanyarodik, amikor a zebra pinty bólint.
Mindlin számára ez óriási volt. "Most van egy olyan modellünk, amelyre nincs szükség az agyra" - mondja.
A múlt héten két új tanulmányban a Mindlin csoportja kiterjesztette kutatásait. Mindkét tanulmány arra összpontosít, hogy a tudósok miként tanulmányozzák a pinty vokális izmait, abban a reményben, hogy felfedik a fulladó madárlánc további titkait.
Először, Juan Doppler, Mindlin felügyelete alatt álló fizikus vezetésével a tudósok megkönnyítették a madarak izmainak tanulmányozását. Az izmokra való összpontosítás lehet egy közvetlen módja annak, hogy megragadja a szundi szerenádok mechanikáját, ám ez még mindig nem könnyű. A felnőtt zebra pintyeknek műtétet kell végezniük, hogy a tudósok az elektródokat több izomhoz rögzítsék.
Noha ezeket az izmokat úgy értik, hogy azok közvetlenül vezérlik a dal előállításának egyes aspektusait - például a hang hangmagasságát -, együtt kell működniük. Számos fizikailag kapcsolódik egymáshoz, köztük egy különösen fontos izom, az úgynevezett syringealis ventralis, amelyről ismert, hogy vezérli a dal frekvenciáját.
A csoport úgy találta, hogy önmagában a syringealis ventralis aktivitásának mérése megbízhatóan képes megragadni a madarak dallamainak dinamikáját szinte ugyanolyan pontosan, mint a több izommérés régi technikája. Ahogy az várható volt, az izom aktivitása információkat tartalmazott a frekvenciáról, de megjósolta a zenei motívumok 70 százalékot meghaladó pontosságú indulását és leállását.
"Elmozdulunk attól, hogy teljes mértékben az agyra és a neuronokra összpontosítsunk, és odafigyeljünk a biomechanikára is, ahol az idegrendszer információit dolgozzuk fel" - mondja Doppler. „Ez egy hatalmas ötlet. Egyes esetekben a biomechanika áttekintése olyan betekintést nyújthat Önnek, amely az idegrendszerben nem olyan egyértelmű. "
Doppler egyszerűbb rendszerével, amelyet a Chaos folyóirat ismertet, a kutatók könnyebben tanulmányozhatják a madarak álomdalait; Sőt, ezen erőteljes izom mechanikájának megértése azt is megmutathatja, hogy az énekrendszer funkcionális egységként működik-e.
„Az izom tulajdonságai valóban vérzik át” - mondja Katherine Tschida, a Duke Egyetem neurobiológusa, aki zebra pintyekkel tanulmányozta a dal tanulását. „Egy izomról számos különféle tulajdonságot lehet elérni, annak ellenére, hogy az izom nem elsősorban a rendszer funkcionális hajtóereje.” Tschida, aki nem vett részt a munkában, szintén dicsérte a tanulmányozza a „kiváló minőségű” módszertant.
Ez a táblázat a fecskendő izmainak aktiválását mutatja be a pintyben éneklés közben (fent) és éjszaka (szürke, lent). (Young és mtsai., PeerJ (2017)) A második tanulmányban Alan Bush, a Mindlin csoportjának fizikusa által vezetett csoport azt találta, hogy manipulálhatják a madarakat vokális izmaik rugalmassá tételében azáltal, hogy alvás közben saját dalok változatát játsszák nekik - ez a harmonikus hipnózis egyik formája. Bush lelkesen tanulmányozta, hogy az izmok mennyire valóban láncoltak. Számára az énekszerv nem csupán egy báb, amely az agy mester utasítását hajtja végre, inkább kreatív összeköttetés az agy és a viselkedés között, amely saját harangjait és sípjait adhatja a késztermékhez. "A rendszer sok bonyolultsága valójában a perifériáról származik, ahol az izmok vannak" - magyarázza.
Bush és kollégái felfedezték, hogy amikor az izmokat koaxiálisan aktiválják, akkor mindent vagy semmit viselnek. Ha maguknak a dallamoknak a kivonatát játsszák, a madarak izmai megbízhatóan megrándulnak. Még ezeknek a daloknak a laborban remixelt szintetikus változatai is kiválthatják a hangszervi reakciókat. Gyakran az izmok még mindig voltak, de amikor hajlításra késztették őket, a teljes égetési sorozatot végrehajtanák.
A tudósok szerint ez a tudás új módszereket nyit meg annak tanulmányozására, hogy a zenei izmok hogyan ösztönözhetők a cselekvésre.
A műtét inváziója miatt Mindlin és csapata csak a felnőtt zebra pintyek izomválaszát tudta kipróbálni. A fejlettebb technológiával kapcsolatos jövőbeli kísérletek azonban felvilágosíthatják a fiatal madarak álmait. Az ilyen megállapítások megerősíthetik a korábbi kutatásait arról, hogy a serdülőkori zebrák miként játszanak az oktató tanításaival, és alvás közben hozzáadják saját személyes érintéseiket. De milyen célt szolgálhat ez felnőtteknél, akik már elsajátították dallamaikat?
Margoliash úgy gondolja, hogy a szakértelem fenntartásáról szól. „Ha nagyon magas pontosságot akar elérni, akkor dolgoznia kell az odajutáshoz, és gyakorolnia kell, hogy ott maradjon” - magyarázza. "A zebráknak és az embereknek gyakorolniuk kell az általunk elért teljesítményminőség fenntartása érdekében."
A neurológia és a biofizika együttes ereje mellett a tudósok tényleg képesek lesznek mélyebben belemerülni az alvás dalaiba. A technológia még nem igazán érte el a feladatot, de nap mint nap egyre erősebbé válik. Addig? Álmodozz tovább.
