Les pinsons zébrés apprennent généralement à chanter avec leurs pères. Mais maintenant, les scientifiques ont appris aux petits oiseaux à mémoriser une mélodie sans jamais l'apprendre - et ils l'ont fait en implantant des souvenirs des chansons dans le cerveau des oiseaux.
Cette étrange expérience a été conçue pour découvrir les voies cérébrales qui codent la durée des notes chez les oiseaux. En fin de compte, il s'agit de faire le parallèle avec la façon dont les humains apprennent à parler. Espérons que la recherche aidera les scientifiques à cibler les gènes et les neurones pour améliorer l'apprentissage des langues chez les personnes autistes et autres affections affectant la vocalisation.
"C'est la première fois que nous confirmons des régions cérébrales qui codent pour des souvenirs comportementaux - ces souvenirs qui nous guident lorsque nous voulons imiter quoi que ce soit, de la parole à l'apprentissage du piano", Todd Roberts, neuroscientifique à l'Université du Texas Southwestern O ' Donnell Brain Institute, a déclaré dans un communiqué. "Les découvertes nous ont permis d'implanter ces souvenirs dans les oiseaux et de guider l'apprentissage de leur chant."
Un petit oiseau m'a dit
Pinsons zébrés (Taeniopygia guttata) sont de petits oiseaux sociaux originaires d'Amérique centrale et appréciés comme animaux de compagnie. Tout comme les tout-petits apprennent le langage en imitant ce qu'ils entendent, les pinsons zèbres écoutent leurs pères chanter puis répéter les airs. La nouvelle recherche révèle comment les animaux réussissent.
Roberts et ses collègues ont utilisé l'optogénie pour modifier les neurones du pinson sans jamais les exposer au chant. Cette technique consiste à utiliser la lumière pour contrôler le comportement des protéines photosensibles dans les neurones ou les cellules du cerveau, permettant essentiellement aux chercheurs de contrôler le moment où un neurone se déclenche. En utilisant cet outil, les chercheurs ont pu modifier l'activité cérébrale dans une zone sensorimotrice connue sous le nom de Nif, qui envoie des informations à une région cérébrale spécialisée des oiseaux chanteurs appelée HVC. Ce domaine est impliqué à la fois dans l'apprentissage et la reproduction des chants d'oiseaux.
En pulsant la lumière à un rythme, les chercheurs ont pu encoder des "souvenirs" dans le cerveau des pinsons, de telle sorte que les notes des oiseaux correspondent à la durée des impulsions lumineuses. C'était comme si une figure paternelle faisait ces instructions pour que l'oiseau mémorise, mais aucun pinson père n'était présent.
Comprendre l'apprentissage des langues
Notez que la durée seule ne suffit pas pour enseigner à un pinson une chanson complète, ont déclaré les chercheurs; les oiseaux doivent également apprendre d'autres aspects de la mélodie, comme la hauteur.
"Nous n'enseignons pas à l'oiseau tout ce qu'il doit savoir - juste la durée des syllabes dans sa chanson", a déclaré Roberts. "Les deux régions du cerveau que nous avons testées dans cette étude ne représentent qu'une pièce du puzzle."
Avec plus de morceaux trouvés, a-t-il ajouté, il pourrait être possible d'apprendre aux oiseaux à chanter une mélodie complète sans aucun professeur. "Mais", a déclaré Roberts, "nous sommes loin de le faire."
Cette recherche fondamentale sur les oiseaux est conçue pour démêler les circuits du cerveau qui rendent possible l'apprentissage des langues. Le lien entre le HVC et les régions du Nif chez les oiseaux est crucial pour le chant, ont rapporté les chercheurs cette semaine dans la revue Science. Si la communication entre ces deux régions était coupée après que l'oiseau ait appris une mélodie, l'animal pourrait toujours chanter la chanson. Mais si le HVC et le Nif étaient coupés l'un de l'autre avant que l'oiseau n'ait la chance de former des souvenirs de la chanson, le pinson ne pourrait jamais apprendre, peu importe combien de fois il a entendu la chanson par la suite.
"Le cerveau humain et les voies associées à la parole et au langage sont immensément plus compliqués que les circuits de l'oiseau chanteur", a déclaré Roberts. "Mais nos recherches fournissent des indices solides sur les endroits où chercher davantage d'informations sur les troubles neurodéveloppementaux."
