Каждый год, с наступлением сезона размножения, мозг самцов канареек преображается, позволяя им исполнять сложные и красивые песни для привлечения самок. Ученые задались вопросом, как их мозг сохраняет эти навыки, если птица ими не пользуется многие месяцы.
Когда-то считалось, что мозг — это сложный механизм, который формируется в детстве, а во взрослом возрасте теряет свою гибкость. Но потом ученые выяснили, что орган обладает нейропластичностью — способностью перестраивать свои внутренние связи, учиться новому и адаптироваться к переменам на протяжении жизни. Но особенно сильной нейропластичностью обладают канарейки.
Их мозг в период размножения позволяет самцам исполнять невероятно сложные песни для привлечения партнерш. И это даже после многих месяцев молчания. Ученые из Института Макса Планка изучили этот феномен. Исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Чтобы найти ответ на вопрос, как мозг канареек сохраняет навыки, не используя их, ученые выбрали в качестве объекта изучения самок. В обычной жизни птицы почти не поют. Однако с рождения в их мозге присутствует необходимый для этого механизм — те же самые специализированные зоны, что и у самцов.
Что включает способность петь
Ученые нашли способ включить навыки пения у самок. Для этого они вводили канарейкам тестостерон, уровень которого у самцов естественным образом повышается в брачный период. Под воздействием гормона самки, которые раньше молчали, начали петь.
Сначала их песни были простыми, но за несколько недель они стали более искусными певцами. Это дало ученым в режиме реального времени наблюдать, что происходит в мозге, когда дремлющая много лет способность вдруг пробуждается.
Что происходит в мозге у канареек
Раньше, смотря на снимки мозга птиц, исследователи думали, что ключевая для пения область под названием HVC буквально увеличивается в размерах, то есть, чем больше навык, тем больше мозговая структура.
Но когда ученые применили передовую микроскопию и анализ экспрессии генов, они увидели другую картину. Оказалось, что область HVC не меняется в размере. Вместо этого:
нейроны становятся гораздо активнее, они начинают интенсивнее «общаться» друг с другом;
укрепляются существующие связи;
в клетках включаются и выключаются определенные гены, заставляя их работать в более интенсивном режиме.
Из-за возросшей активности нейроны начинали буквально светиться на обычных снимках, создавая иллюзию, что область мозга выросла.
«Мозгу не нужно перестраивать структуры с нуля: нейронный механизм остается готовым, просто ожидая, когда его включат и точно настроят», — заключила исследователь отдела поведенческой нейробиологии в Институте биологического интеллекта Макса Планка в Зеевизене Шоувен Ма.