Ученые узнали, что мотивирует птенцов учиться петь
Они готовы трудиться час за часом, день за днем, чтобы достичь мастерства в исполнении своих песен. Исследователь провел серию экспериментов, чтобы понять, что побуждает пернатых к таким усилиям. Оказалось, что зебровые амадины готовы проводить до 10 000 исполнений в день, тренируясь в звукоизолированных комнатах. Муни утверждает, что это явление требует серьезного изучения, и подробности экспериментов доступны в журнале Nature.
Пение у зебровых амадин - это не только проявление музыкальности, но и результат усердной практики и настойчивости. С самого раннего возраста самцы птиц учатся петь, внимательно слушая и запоминая трели своего отца. Как маленькие дети, они начинают повторять звуки и постепенно совершенствуют свое пение. Таким образом, каждый птенец зебровой амадины проходит путь от первых неуклюжих попыток до умелого исполнения брачной песни.
Слушая себя и тренируясь, птенцы постепенно осваивают правильные ноты и ритмы, чтобы достичь качества пения, сопоставимого с отцовским вокалом. Этот процесс требует времени и терпения, и в среднем зебровой амадине требуется около трех месяцев с момента вылупления, чтобы стать умелым певцом.
Исследователь Муни сравнил упорство птиц в обучении пению с одержимостью легендарной группы The Beatles. Он отметил, что как "Битлз" могли делать сотни дублей для достижения совершенства, так и у зебровых амадин накапливается огромное количество материала, прежде чем они достигают желаемого уровня мастерства в исполнении своей брачной песни.
Исследование птиц и их обучение мелодиям проводилось с использованием алгоритмов машинного обучения. Нейробиолог Джон Пирсон отметил, что процесс обучения птиц можно отслеживать в реальном времени, что позволяет наблюдать за их прогрессом. По его словам, результаты тренировок варьировались, но в целом, чем дольше птицы тренировались, тем лучше они справлялись.
В процессе освоения новых мелодий птицами, их мозговую активность анализировали с помощью методов оптогенетики. Эти методы позволяют отслеживать активность нейронов, используя генетически модифицированные белки, которые светятся при определенных нейрохимических процессах. На этот раз исследователи сфокусировались на дофамине — важном нейромедиаторе, отвечающем за передачу сигналов об обучении, вознаграждении и мотивации между нейронами.
Таким образом, использование алгоритмов машинного обучения и методов оптогенетики позволило более детально изучить процесс обучения птиц и его влияние на мозговую активность. Результаты исследования могут пролить свет на механизмы, лежащие в основе обучения и формирования музыкальных навыков у птиц.
Роль дофамина в мозге птиц, а также людей и животных, в процессе обучения и мотивации является ключевой. Каждый раз, когда птица тренировалась, уровень дофамина в ее базальных ганглиях начинал расти, независимо от результата пения. Это означает, что даже если птица ошибалась, активация сигналов вознаграждения все равно происходила.
Более того, уровень дофамина значительно повышался при достижении результатов, превышающих средние показатели для данного возраста певчей птицы, и немного снижался, если результаты были неудовлетворительными. Этот факт подчеркивает важность дофамина в процессе мотивации и обучения.
Известно, что дофамин играет роль в обучении людей и животных через внешние стимулы, такие как вознаграждения и наказания. Например, школьник может учиться, стремясь получить высокую оценку или избежать наказания, а крыса будет упорно нажимать на рычаг, чтобы получить награду. Таким образом, дофамин является ключевым компонентом в процессе формирования мотивации и поведения как у птиц, так и у людей и животных.
Птицам не нужны ни кнут, ни пряник, чтобы научиться петь. Во время своих репетиций они щебечут в одиночестве, не получая внешней обратной связи о своих успехах. Это позволяет им развивать свой уникальный стиль и талант без внешнего давления. «Никто не скажет птаху, отличник он или его ждет наказание», — поясняет Муни.
Таким образом, дофамин действует как внутренний «компас», направляющий птичье обучение. Этот нейромедиатор играет ключевую роль в формировании певческих навыков у птиц, помогая им улучшать свои мелодии и выразительность.
Однако не только дофамин влияет на птичью песню. Исследования показали, что еще один нейромедиатор — ацетилхолин — также играет важную роль в этом процессе. Взаимодействуя с нейронами, ацетилхолин дает птицам дополнительный импульс для улучшения и совершенствования их исполнения.
Исследования показали, что при использовании препаратов, блокирующих сигналы дофамина или ацетилхолина в базальных ганглиях у птиц, наблюдается прекращение процесса обучения. Как отмечает Муни, птицы продолжают петь, но не способны извлечь из этого уроки.
Такое открытие имеет широкие практические применения и выходит за рамки исследования птичьих мозгов. Понимание нейромеханизмов обучения поможет лучше понять, как люди усваивают различные моторные навыки, включая речь, жонглирование или мастерство игры на музыкальном инструменте. В этом контексте, обучение птиц пению можно сравнить с процессом, который происходит у детей, естественно осваивающих эти удивительные навыки, заключил нейробиолог.
Источник и фото - ecoportal.su
