Los cambios precisos en los circuitos cerebrales ocurren a medida que los jóvenes pinzones cebra pasan de escuchar las canciones de cortejo de sus padres a conocer las canciones en sí mismas, según un estudio dirigido por neurocientíficos en el NYU Langone Medical Center y publicado en línea en a ciencia informe de portada el 14 de enero
El estudio revela cómo las aves aprenden canciones a través de la observación y la práctica, y los autores esperan que el trabajo guíe la investigación futura sobre cómo los pacientes con lesiones cerebrales podrían adquirir la capacidad de aprender comportamientos especializados como el habla.
"Si bien hemos sabido durante décadas que los pájaros cantores adolescentes solo aprenden sus canciones si están expuestos a un tutor, creemos que nuestro estudio es el primero en detallar los cambios en las redes nerviosas que hacen posible este dominio en la maduración de los cerebros", dice el investigador principal del estudio MichaelLargo, PhD.
"Nuestros resultados muestran que el aprendizaje de la canción de pinzón refleja una 'danza' dentro del centro de control vocal del cerebro entre las células nerviosas que capturan información mientras el pájaro escucha y las que dirigen el movimiento muscular mientras canta", dice Long, profesor asistente de neurocienciaen NYU Langone.
En el estudio actual, dirigido por Daniela Vallentin, PhD y Georg Kosche en el Instituto de Neurociencia de la Universidad de Nueva York, el equipo de investigación descubrió que al principio de la adolescencia, solo escuchar la canción de un padre activa las mismas redes de células cerebrales que el pájaro jovenúsala más tarde para cantar la canción que hayas aprendido.
Un segundo resultado gira en torno a un conjunto de células nerviosas en el cerebro - interneuronas inhibidoras - que amortiguan la actividad de los nervios circundantes para esculpir la entrada sensorial en función. Los investigadores descubrieron que las interneuronas suprimen el impacto de cada nota en la canción de un padre comotan pronto como se aprenda, "encerrándolo" en la memoria del pájaro más joven pieza por pieza.
"Nuestra investigación avanza en la comprensión de cómo se aprenden los comportamientos hábiles y el papel que juega la inhibición sensorial en hacer que los patrones memorizados sean permanentes", dice Long. Tal marco, dice, podría aplicarse a los comportamientos complejos en las personas, como el baileo golpear una pelota de béisbol.
Para el estudio, los investigadores usaron electrodos para rastrear la actividad de las células cerebrales en pinzones cebra jóvenes mientras aprendían canciones de un padre mentor durante varias semanas. Por lo general, los pinzones cebra aprenden canciones durante su adolescencia, que comienza aproximadamente un mes después del nacimiento y dura 100 días., durante el cual practican cada canción cientos de miles de veces.
Específicamente, los investigadores descubrieron que la influencia de los padres en los circuitos nerviosos del adolescente disminuyó gradualmente a medida que se aprendían las canciones, y que los aprendices rápidos tenían cambios cerebrales más rápidos.
Los experimentos con electrodos examinaron la cooperación entre las neuronas premotoras que controlan el canto y las interneuronas inhibidoras que juntas permitieron el aprendizaje de la canción. Después de que se aprendieron las canciones de cortejo, ninguna de las neuronas premotoras se activó en respuesta a la canción de un tutor. Se habían formado señales inhibitorias de las interneuronas"una barrera" sobre las notas aprendidas, haciéndolas impermeables a la influencia de los padres.
Long dice que el equipo realizará próximamente experimentos que buscan aclarar cómo las redes de interneuronas inhibitorias "diferencian" entre las notas del pájaro cantor que se han dominado y las que aún se están aprendiendo. Sabiendo que esto puede guiar los intentos futuros de revertir las barreras inhibitorias establecidas comolos comportamientos se aprenden, haciendo que los circuitos cerebrales estén disponibles una vez más para el aprendizaje de comportamientos especializados perdidos por lesiones o accidentes cerebrovasculares
La financiación para el estudio provino de la subvención del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NINDS R01 NS075044, la Fundación de Células Madre de Nueva York, y Deutsche Forschungsgemeinschaft. Dina Lipkind, PhD, profesora asistente de investigación en Hunter College, también contribuyó aestudiar.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York - NYU Langone Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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