Gudang di mana dia bekerja adalah di negara kuda Millbrook, New York, tetapi ia bergema dengan trills, tweet dan obbligatos-muzik berambut lebih daripada seribu burung kenari sangkar dan burung-burung finches. "Dengar, siapa yang menyanyi hatinya?" Fernando Nottebohm bertanya. "Dia mempunyai lebih daripada satu dozen lagu. Dia memberitahu lelaki itu, 'Ini wilayah saya.' Dia memberitahu wanita, 'Hei, tengok saya.' "
Kandungan Terkait
- Lagu-lagu Burung Ini Kongsi Tanda-tanda Matematik Dengan Muzik Manusia
- Bagaimana Otak Kita Membuat Kenangan
Menentukan semula burung mungkin kelihatan tidak mungkin untuk menjejaskan biologi. Tetapi kajian Nottebohm telah menghancurkan kepercayaan bahawa otak mendapat kuota sel-sel saraf sejurus selepas kelahiran dan berdiri dengan tidak berdaya sebagai satu demi satu yang mereka mati-sebuah "fakta" yang ditumbuk ke setiap tengkorak sekolah. Sebaliknya, ahli biologi kelahiran Argentina yang sering diramalkan menunjukkan dua dekad yang lalu bahawa otak lagu burung lelaki tumbuh sel-sel saraf segar pada musim gugur untuk menggantikan mereka yang mati di musim panas.
Penemuan itu mengejutkan, dan para saintis menyuarakan keraguan bahawa otak manusia dewasa mempunyai bakat yang sama untuk regenerasi. "Baca bibir saya: tidak ada neuron baru, " kata Natal Rakic, seorang pakar neurologi Universiti Yale yang meragui bahawa seseorang, seperti burung, boleh mengembangkan neuron baru hanya untuk belajar lagu.
Namun, diilhamkan oleh karya Nottebohm, para penyelidik terus mencari haiwan dewasa lain-termasuk manusia-sememangnya mampu menghasilkan sel-sel otak baru. Dan pada bulan Februari, saintis melaporkan buat kali pertama bahawa saraf baru pada otak tetikus dewasa muncul untuk melakukan impuls-penemuan yang ditangani kebimbangan bahawa neuron dewasa yang baru terbentuk mungkin tidak berfungsi. Walaupun bukti sedemikian adalah awal, saintis percaya bahawa badan penyelidikan ini akan menghasilkan gambaran tentang bagaimana orang-orang belajar dan ingat. Juga, mempelajari neurogenesis, atau pertumbuhan saraf, boleh membawa mereka untuk lebih memahami, dan mungkin merawat, penyakit-penyakit yang dahsyat seperti Parkinson dan Alzheimer, yang disebabkan oleh saraf terbuang di dalam otak.
Tidak ramai yang meramalkan bahawa pacaran canary akan membawa kepada kejayaan seperti itu. Kajian burung Nottebohm "membuka mata kita bahawa otak dewasa berubah dan mengembangkan sel-sel baru sepanjang hayat, " kata neurobiologi Fred Gage dari Institut Salk di La Jolla, California, yang makmalnya baru-baru ini menemui bukti pertumbuhan semula sel saraf di dalam otak manusia.
Penyelidikan Nottebohm telah mencapai kejayaan dalam bidang biologi dan seterusnya. Seorang saintis yang memajukan pandangan yang tidak konvensional dan kemudian dibuktikan membuat drama yang menarik, menyampaikan wira yang merayu kepada pemberontak di dalam kita dan pelajaran berhati-hati untuk tetap berpikiran terbuka. Namun, Nottebohm lebih suka menjadi seorang revolusioner kepada seorang negarawan. "Sekali saya berada di 5 atau 10 peratus saintis yang percaya kepada neurogenesis, " katanya. "Sekarang 95 peratus menerima kedudukan itu, saya lebih suka menjadi lebih baik dalam minoriti."
Dia telah menjadi kekasih burung sejak zaman kanak-kanaknya, di Buenos Aires. "Mendengar burung adalah sejenis hobi saya, " katanya. "Lelaki lain mempunyai kereta, saya mempunyai burung. Saya suka cuba mengenalinya dengan lagu-lagu mereka." Beliau mendapat ijazah doktor di University of California di Berkeley-ya, mempelajari burung-sebelum berpindah ke Universiti Rockefeller.
Momen utama datang pada tahun 1981 apabila dia menunjukkan bahawa jumlah bahagian otak lelaki di kenari yang mengawal perubahan lagu secara bermusim. Ia puncak pada musim bunga, ketika keperluan untuk pasangan menuntut sebagian besar kemampuan peminat suitor, dan mengecilkan pada musim panas. Ia kemudian mula berkembang lagi pada musim gugur-masa untuk belajar dan melatih lagu-lagu baru. Mereka turun naik, Nottebohm dan rakan sekerjanya kemudian menunjukkan, mencerminkan kematian dan juga kelahiran ribuan neuron. "Mengagumkan, " kata Gage dan rakan sekerja baru-baru ini.
Selama bertahun-tahun, banyak makmal telah membuktikan bahawa neurogenesis dewasa berlaku dalam pelbagai haiwan, termasuk tikus, makhluk pokok dan sejenis monyet, marmoset. Sementara itu, saintis mendapat petunjuk tentang sumber neuron baru. Bekerja dengan burung, seorang rekan muda Nottebohm, Arturo Alvarez-Buylla, mengesan saraf baru untuk sel stem tertentu dalam lapisan ventrikel, yang merupakan rongga yang berisi bendalir di dalam otak. Sel stem (begitu banyak dalam berita) wujud di seluruh badan. Mereka sel-sel yang tidak dapat ditentukan yang boleh membentuk fungsi khusus, berubah menjadi, kata hati atau sel darah. Penemuan bahawa neuron boleh timbul dari sel-sel stem di kebakaran otak berharap bahan yang tidak terbatas untuk memperbaiki tisu otak yang rosak. Tetapi penyelidik mengingatkan bahawa, pada masa ini, ia hanya spekulasi bahawa sel stem yang mampu menjadi neuron dapat digunakan dengan cara ini.
Pada tahun 1998, penyelidik melaporkan bahawa pertumbuhan neuron juga berlaku di otak manusia dewasa. Kajian menggunakan tisu otak daripada orang yang meninggal akibat kanser. Pesakit telah dirawat di Sweden dan disuntik dengan bahan kimia yang dipanggil BrdU. Kerana BrdU dimasukkan ke dalam DNA sel-sel membahagikan, bahan kimia ini dapat berfungsi sebagai penanda untuk sel-sel saraf baru di otak. Dalam kajian itu, penyelidik Sweden menghantar sampel otak ke Gage di La Jolla. Dia dan rakan sekerjanya menemui BrdU di hippocampus, sebahagian dari otak yang meletakkan kenangan, menunjukkan bahawa neuron baru telah berkembang dan mungkin memainkan peranan dalam menyimpan maklumat.
Hampir semua bukti neurogenesis dewasa dalam mamalia adalah terhad kepada hippocampus, dan tidak ada yang pasti apa neuron-neuron baru ini, jika ada. Sehingga para saintis menegaskan bahawa saraf yang baru dan berfungsi juga muncul di korteks serebrum, di mana pemikiran yang lebih tinggi diproses, Rakic dan yang lain tetap skeptikal bahawa neurogenesis dewasa membuat banyak perbezaan pada fungsi otak sebenar. "Kami memulakan kehidupan dengan banyak neuron yang tidak berpendidikan, tetapi pada satu ketika mereka semua menjadi lulusan kolej, " katanya. "Dengan neurogenesis dalam korteks serebrum, anda akan mempunyai neuron yang tidak pernah pergi ke sekolah rendah. Sel-sel baru akan mengikis semua kenangan anda. Anda akan melepaskan semua yang anda telah berusaha untuk memperoleh."
Elizabeth Gould, seorang ahli neurobiologi Universiti Princeton yang mendapati neurogenesis dalam marmoset dan primata dewasa lain, berhujah bahawa sel-sel saraf baru mesti berguna. "Saya tidak boleh percaya bahawa alam semulajadi akan menimbulkan kesulitan mencipta ribuan sel baru sehari tanpa tujuan, " katanya. "Tubuh tidak mengalir dengan sumbernya."
Nottebohm mengatakan bahawa otak penuaan mungkin perlu membangunkan sel saraf untuk mempelajari perkara-perkara baru. "Otak kehabisan ruang ingatan, " katanya. "Setiap orang yang berusia 50 tahun tahu itu. Sekiranya kita mengingati segala-galanya, kita akan berlebihan."
Dengan semangat yang sama dia menunjukkan apabila dia pertama kali memalukan kebijaksanaan yang diterima, Nottebohm memulakan kerja baru dengan anak-anak ayam hitam pada pertengahan 1990-an. Salah satu daripada spesies burung Amerika untuk cuaca musim sejuk di utara, kaktus hidup pada musim itu pada benih dan makanan lain yang mereka sembunyikan di dalam pepohonan. Nottebohm mendapati bahawa tiba musim gugur, burung-burung berkembang sel-sel baru di pusat otak berurusan dengan memori ruang, keupayaan untuk menavigasi dan mencari sesuatu. Kekuatan otak yang ditambah membantu anak ayam mengetengahkan tenteranya yang tersembunyi beberapa bulan kemudian, kata Nottebohm.
Wawasan semacam itu memenangi kekaguman. "Fernando sentiasa berada di hadapan semua orang, " kata Gould. "Setakat ini, orang ramai tidak dapat menerima penemuannya sebagai sesuatu yang menarik atau penting, kini mereka akan datang."
