Tədqiqatçılar beynin quş nəğməsi kimi öyrənilmiş səsləri necə təşkil etdiyinə dair yeni təfərrüatları aşkar edərək, zebra ispinozlarında vokal öyrənmə ilə əlaqəli uzun məsafəli sinaptik əlaqələrin xəritəsini çıxardılar.

eLife -da Reviewed Preprint kimi nəşr olunan tədqiqat redaktorlar tərəfindən beynin müəyyən bir bölgəsinə dörd fərqli girişin quş nəğmələrinin öyrənilməsini və istehsalını asanlaşdırmaq üçün üç fərqli hüceyrə tipində necə hərəkət etdiyini aydınlaşdıran fundamental əhəmiyyətə və inandırıcı dəlillərə malik olaraq təsvir edilmişdir.

Öyrənilmiş səsləri idarə etmək üçün beynin sensor və motor məlumatlarını necə birləşdirdiyini başa düşmək həm quşların nəğməsini və insan nitqini öyrənmək üçün çox vacibdir. Kişi zebra ispinozlarının arvadbazlıq mahnısı təbii yolla öyrənilmiş davranışın yaxşı öyrənilmiş nümunəsidir və məməlilərin neokorteksinin quş ekvivalenti olan dorsal mədəcik silsiləsində (DVR) bir-birinə bağlı olan ön beyin bölgələri tərəfindən idarə olunur.

Bu şəbəkə daxilində HVC premotor bölgəsi quşların həm gənc ikən nəğmələri öyrənməsi, həm də yetkin olanda onları istehsal etməsi üçün vacibdir. Quşların nəğmələrinə rəhbərlik edən əsas yollar müəyyən edilsə də, texnoloji məhdudiyyətlər səbəbindən müxtəlif beyin sahələri arasında dəqiq sinaptik səviyyəli əlaqələr qurmaq çətin olaraq qalır.

“Nəğv edən quşlar, insanlar kimi, öz mahnılarını təkmilləşdirmək üçün sensor rəylərə güvənərək, təqlid və məşq yolu ilə öz səslərini öyrənirlər ” deyə aparıcı müəllif Massimo Trusel, UT Cənub-Qərb Tibb Mərkəzi, Texas, ABŞ, Nevrologiya şöbəsinin təlimatçısı izah edir. “Biz beynin öyrənilmiş vokal davranışını necə təşkil etdiyini başa düşmək üçün bir çərçivə təmin etmək üçün zebra ispinoz mahnı şəbəkəsində müxtəlif sensor girişlərin HVC ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu aşkar etməyə başladıq.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1742359661&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-scientists-neural-wiring-vocal-circuits.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1742359661163&bpp=1&bdt=64&idt=105&shv=r20250305&mjsv=m202503130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742359592%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742359592%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742359592%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1950912716394&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1935&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=42531706%2C42532524%2C31090357&oid=2&pvsid=4280066750630172&tmod=1320504306&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=112

HVC bölgəsinin sinaptik əlaqəsini xəritələşdirmək üçün Trusel və həmkarları optogenetik dövrə xəritələrinin optimallaşdırılmış versiyasından istifadə etdilər ki, bu da onlara beynin xüsusi bölgələrindən gələn eşitmə və talamik girişləri bir-bir manipulyasiya etməyə və HVC dövrəsinin fəaliyyətini qeyd etməyə imkan verdi. Daha sonra onlar sensor və motor məlumatlarının mahnı istehsalı üçün məsul olan dövrələrdə necə birləşdiyini izləyə bildilər.

Onlar dörd əsas duysal yoldan gələn girişlərin üç əsas HVC hüceyrə növü ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu araşdırdılar: mahnı oxumaq üçün hərəkətə nəzarət edən beyin bölgələrinə siqnal göndərən HVC-RA neyronları; HVC-AV neyronları, eşitmə rəyinin işlənməsi ilə məşğul olan eşitmə sahələrinə motor siqnalları göndərir; və HVC-X neyronları, bazal qanqliyaya, mahnı nümunələrinin öyrənilməsinə və tənzimlənməsinə kömək edən bölgəyə qoşulur.

Onların tapıntıları HVC-nin sıx bağlı şəbəkələrdə birlikdə işləyən həm proyeksiya neyronlarını, həm də inhibitor interneyronları ehtiva edən yüksək strukturlaşdırılmış neyron modullara təşkil edildiyini göstərir. Bu onu göstərir ki, HVC sensor və motor məlumatlarının inteqrasiyası üçün bir mərkəz rolunu oynayır, üç növ proyeksiya neyronları mahnının öyrənilməsi və istehsalında xüsusi rollarına uyğunlaşdırılmış girişləri alır. Sadə dillə desək, HVC-RA neyronları sabit, öyrənilmiş mahnıların istehsalına imkan verir və HVC-X neyronları mahnının öyrənilməsinə və dəyişdirilməsinə cavabdehdir.

Tədqiqatçılar həmçinin HVC-nin presinaptik partnyorları mMAN (anterior nidopalliumun medial maqnosellüler nüvəsi) və Av (avalanche nüvəsi) arasında əvvəllər məlum olmayan bir əlaqə tapdılar. Bu onu göstərir ki, əvvəllər yalnız mahnının erkən öyrənilməsində rol oynadığı düşünülən mMAN həm də gənc quşlara inkişaf etdikcə mahnılarını dəqiq tənzimləməyə imkan verən eşitmə rəyini motor nəzarəti ilə birləşdirməyə kömək edə bilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Bu araşdırma eLife redaktorlarının mahnı öyrənmə və istehsal modellərini məlumatlandırmaq üçün kritik olduğunu söylədiyi HVC mikrosxeminə dair yeni anlayışlar təqdim etsə də , işdə bəzi məhdudiyyətlər var. Tədqiqat yetkin quşlarda sinir əlaqələrinin təhlilinə yönəldiyi üçün bunlara inkişaf mahnılarının öyrənilməsinin funksiyalarını başa düşməkdə potensial boşluq daxildir.

UT Cənub-Qərb Tibb Mərkəzinin Neyrologiya kafedrasının professoru, baş müəllif Todd Roberts deyir: “Bizim araşdırmamız müxtəlif beyin bölgələrinin mahnı öyrənmə və istehsal üçün mühüm mərkəz olan HVC-yə necə bağlandığına dair ən ətraflı sinaptik xəritəni təqdim edir”. “Bu naqil nümunələrini aşkar etməklə, biz quşlara mahnılarını strukturlaşdırmağa və vokal bacarıqlarını təkmilləşdirməyə imkan verən sinaptik şəbəkələri vurğuladıq.

“İstifadə etdiyimiz optogenetikaya əsaslanan xəritəçəkmə texnikası digər neyron dövrələri araşdırmaq üçün güclü alət təqdim edir və bizi nəğmə quşlarının möhtəşəm səs imitasiya qabiliyyətlərinə necə nail olduqlarını anlamağa yaxınlaşdırır.

“Bundan əlavə, quşların nəğməsi və insan nitqi oxşar şəkildə təşkil edilmiş beyin dövrələrinə etibar edə biləcəyi üçün, bu iş həm də beynimizin nitqin və dilin öyrənilməsini və istehsalını necə dəstəklədiyini daha çox başa düşməyə yol aça bilər.”

Daha çox məlumat: Massimo Trusel və başqaları, Songbird-də Vokal Təqlid üçün Sensormotor Circuits Sinaptik Bağlantısı, eLife (2025). DOI: 10.7554/eLife.104609.1

Jurnal məlumatı: eLife 

eLife tərəfindən təmin edilmişdir