新发现的大脑结构可以解释为什么鹦鹉是如此优秀的抄袭者

与上面视频中的鹦鹉一样,鹦鹉是模仿的主人,能够以惊人的精确度重复数百种独特的声音,包括人类短语。 现在,科学家们说他们已经确定了将这些鸟变成模仿者的神经元。 这一发现不仅可以阐明鸟语言的起源,还可以阐明大脑中新的区域在进化过程中是如何产生的。

鹦鹉,鸣禽和蜂鸟 - 它们都可以啁啾不同的方言,拾取新的歌曲和模仿声音 - 它们的大脑中都有一个“歌曲核心”:一组相互连接的神经元,可以同步唱歌和学习。 但该区域的确切边界是模糊的; 一些研究人员将其定义为比其他人更大或更小,这取决于他们用来勾画该区域的标准。 鹦鹉的歌曲核心 - 可以更好地模仿复杂的声音 - 和其他鸟类之间的差异很难确定。

北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学的神经生物学家埃里希·贾维斯正在研究激活PVALB- a基因,这种基因以前曾在鹦鹉的脑中发现 - 当他注意到奇怪的事情时。 已故鹦鹉脑的染色部分显示该基因在他认为是鸟类大脑的原子核的两个不同区域内以不同的水平开启。 有时,基因在细胞核的球形中心核心中被激活。 但有时候,它只活跃在核心周围的细胞外壳中。

当他和合作者仔细观察时,他们发现内核和外壳 - 就像M&M的巧克力和周围的糖果外壳一样,在很多方面也是如此。 虽然鹦鹉歌核的内核类似于其他鸟类的完整歌曲核心,但额外的外壳在许多方面表现出不同的活动模式。 它还以不同的方式连接到大脑的其余部分,而不是核心和包含在显微镜下看起来不同的细胞。

“我很惊讶,”贾维斯说。 “我认为鸟脑肯定是未经研究过的,但它们已被研究得足以让我们以前认识到这个地区。”

贾维斯的小组继续在九种不同的鹦鹉物种的大脑中找到贝壳区域,但不是在鸣鸟或蜂鸟中,它们在模仿方面较差。 研究人员今天在PLOS ONE报告说, 。 此外,即使是与其他鹦鹉关系较远的keas( Nestor notabilis )也有一个有限的贝壳歌曲区域,这表明贝壳在至少2900万年前出现在鹦鹉祖先身上。

“我们认为炮弹演变为更复杂的声音模仿的机制,”贾维斯说。 鹦鹉的模仿能力 - 除了为鸟主提供派对技巧之外 - 被认为是鸟类在野外交配,传递警报,保卫领土或相互识别所必需的。 贾维斯怀疑贝壳原本可能最初开始进化,当歌曲核心像鸣禽一样,完全在大脑内复制,然后开始发展新的功能。 如果这个假设成立,那么未来对鹦鹉声带壳的研究可以对这种脑重复的起源提供关键的见解 - 这些重复已被假设在过去发生,并且可以解释人类和其他动物的大脑复杂区域。

但波特兰俄勒冈健康与科学大学的行为神经科学家克劳迪奥梅洛表示,首先需要做更多工作来精确定义壳,他没有参与这项研究。 “很容易看出核心的结束位置,以及除此之外还有一些领域,”他说。 “但是在贝壳结束的地方,我现在很难告诉你。”

贾维斯说,他和他的同事们正计划进行更多的研究,以测试这个大脑区域是否确实允许鹦鹉模仿; 到目前为止,他们已经表现出相关性而非因果关系。 “我认为我们找到了一个主要原因,为什么鹦鹉比其他声乐学习物种具有更好的模仿能力,这是因为这个贝壳区域,”他说。 “但是必须有更多的研究来验证这一点。”

(视频信用:由Judy Bolton提供)