Волнистые попугайчики поют, как люди
… или почти, как люди – нейроны попугайчиков, управляющие голосом, допускают такую же пластичность в кодировании звуков, что и нейроны людей.
Человеческий голос изучен достаточно хорошо, и речь тут не столько об устройстве голосовых связок и гортани, сколько о нейронном аппарате, который помогает нам настраивать интонацию, высоту, громкость и другие параметры речевых звуков. Более того, человек – один из тех видов, которые способны повторять за другими. Из других животных тут на ум приходят, разумеется, певчие птицы и попугаи, которые учат песни и крики друг у друга; впрочем, про попугаев мы знаем, что они способны выучить и человеческую речь тоже.
Устройство голосового инструмента у нас и у птиц отличается: у нас это гортань с голосовыми связками, у птиц – особая структура под названием сиринкс, или певчее горло. Отличается у нас и мозг. Нейронные пути, идущие непосредственно к голосовому аппарату (то есть к гортани или к сиринксу), выходят из ствола мозга – этот отдел есть и у людей, и у птиц. Но сам ствол мозга получает сигналы из вышележащих структур, которые как раз определяют, как должен звучать голос. У людей они исходят из отдела коры полушарий, управляющего мышцами голосового аппарата. У птиц коры нет, их мозг развивался иначе, и роль коры выполняют разросшиеся и усложнившиеся структуры, схожие с базальными ганглиями зверей. В этом птичьем «эквиваленте коры» есть специальные ядра – скопления нейронов, от которых зависят акустические свойства звуков голоса.
Тем не менее, несмотря на всю нейробиологическую разницу, управление голосом у птиц и людей в некоторых существенных моментах довольно схоже – по крайней мере, если под птицами мы имеем в виду волнистых попугайчиков. Сотрудники Нью-Йоркского университета записывали активность нейронов из упомянутых «голосовых» ядер мозга у волнистых попугайчиков и зебровых амадин. Голос волнистых попугайчиков весьма пластичен, они способны выучивать слова человеческого языка. А вот песни амадин, при всей, может быть, затейливости, устроены достаточно жёстко – они исполняют стандартные рулады с фиксированной последовательностью слогов (хотя, конечно, у кого-то они получаются лучше, у кого-то хуже). Стоит также добавить, что в мозге у попугайчиков и амадин за голос отвечают разные нейронные ядра.
В статье в Nature говорится, что у амадин «голосовые» нейронные ядра дают каждому звуку уникальную «прописку» – активность нейронов определяет положение звука в песне. То есть если бы амадине вздумалось произнести что-то вроде «ба-ба», то вторая «а» кодировалась бы нейронами иначе, чем первая – потому что они стоят в разных позициях. Или другой пример: в последовательности нот из первой октавы «до-до-ре-ми» обе начальных «до» для амадинового мозга были бы разными. У попугайчиков же и первая, и вторая «а» в «ба-ба» кодировалась бы одинаково, и точно так же одинаково кодировались бы две «до». Можно сказать, что управление голосом у волнистых попугайчиков легко допускает повторение в смысле нейронной активности. То же самое происходит и у человека, хотя, повторим ещё раз, устройство голосовых нейронных путей в человеческом мозге и в птичьем отличается ввиду отличия собственно мозгов. Попутно исследователи пишут о том, что голосовые ядра хорошо умеют кодировать разные акустические параметры – не только высоту звука, но и тембр, и зашумлённость, что добавляет им вокальной пластичности.
Всё это заставляет задуматься о возможном сходстве эволюционных траекторий управления голосом у птиц и у людей. Говоря об эволюционных траекториях, мы подразумеваем изменения в генах, и тут изучение попугайчиков может дать практические результаты. Аномалии в речевом развитии у людей могут иметь генетические причины, которые лучше изучать на попугаях – пусть они и не говорят, как люди, но нейронное управление голосом у них похоже на наше.
