Tengkorak zebra sangat baik di nyanyian, mereka boleh melakukannya dalam tidur mereka. Dan, menurut para saintis, mereka melakukan segala-galanya tetapi: Ketika mereka tidur, zebra bermata api di kawasan otak dan bergetar kord vokal mereka dengan cara-cara yang meniru warbling terjaga.
Kandungan Terkait
- Pembelajaran Tidur adalah Mitos, Tetapi Anda Boleh Memperkukuh Kenangan Walaupun Anda Tunda
- Ini Adakah Otak Anda pada Lagu Kegemaran anda
Dalam dua dekad yang lalu, para saintis telah mendapati bahawa tidur adalah bahagian kritikal dari repertoir lagu-lagu zebra finek. The finches tidak dilahirkan sebagai arias belting; Sebaliknya, mereka belajar lagu-lagu mereka dalam masa remaja, berlatih dan bermain di bawah pengawasan tutor dewasa. Tutor itu akan memberi kesabaran kepada para pelajarnya, yang kemudiannya akan mengucapkan penyuaraan mereka sendiri. Mendengar suara mereka sendiri seolah-olah menjadi elemen penting untuk burung kecil zebra kecil kerana mereka menguji nota dan suku kata untuk diri mereka sendiri.
Sudah tentu, amalan membuat sempurna-tetapi lebih penting lagi? Tidur malam yang baik.
Selepas hari yang sukar di sekolah, setiap taring zebra kepala tidur dengan muzik di minda-sehingga otaknya akan berkelip dalam dan keluar dari pola yang sama yang berlaku semasa sesi latihan harian. Pita suara vokal juga bergetar, tetapi tidak menghasilkan suara: Burung tidak menolak udara yang cukup melalui kerongkong mereka untuk menghasilkan bunyi yang boleh didengar.
Penyelidik berteori bahawa burung adalah, pada dasarnya, bermimpi nyanyian lip lebih banyak tidur daripada nyanyian tidur. Ini mungkin mempunyai banyak kaitan dengan mengkristal dan membentuk semula bahan yang dipelajari dari tutor mereka-fenomena yang setanding dengan menunda kenangan dan maklumat pembungkusan manusia dalam penyimpanan jangka panjang. Di waktu pagi, burung-burung sulur bangun yang gerggy dan bingung, mengejek sedikit kurang berhati-hati daripada hari sebelumnya-tetapi seiring berjalannya waktu, lagu mereka bertambah baik.
Para saintis berfikir bahawa mempelajari bagaimana burung menggunakan tidur untuk mempelajari lagu-lagu mereka dapat membantu kita memahami proses misterius pemerolehan bahasa manusia. Seperti ucapan manusia, melodi burung-burung adalah rumit dan rumit, dan juga mengaktifkan laluan otak dan otot yang sangat mirip dengan manusia.
"Saya mempunyai impian gila tadi malam tetapi saya terlupa untuk menulisnya." (Flickr / Cathy) Tetapi mengkaji dreamscape dari tengkorak zebra yang tersenyum bukanlah satu kesenangan yang mudah: Ia tidak seperti kita boleh menjenguk burung terjaga dan bertanya. Untuk lebih memahami kerja dalaman ini, kumpulan penyelidikan Gabriel Mindlin di University of Buenos Aires memutuskan untuk bergerak lebih jauh dalam rangkaian arahan muzik. Otak mengawal tingkah laku, tetapi ada orang tengah muscley di antara keduanya. Untuk menterjemahkan corak di otak ke serenade penuh, organ vokal burung perlu terlebih dahulu melaksanakan perintah berbaris. Bersama-sama dengan rakan-rakannya, Mindlin, seorang profesor biofizik yang mengkaji mekanik burung, merancang sebuah sistem untuk mengukur secara langsung aktiviti otot yang terlibat.
Dalam kerja-kerja sebelumnya, pasukan penyelidikannya, dengan kerjasama para saintis di University of Utah, mendapati bahawa tengkorak zebra memindahkan otot-otot suara mereka selari dengan aktiviti seperti lagu di otak, menunjukkan bahawa pembacaan otot boleh menjadi proksi yang baik untuk mengintip ke dalam permaidani melodik burung.
"Sekarang bukannya melihat satu sel [otak] pada satu masa, kita dapat melihat keluaran seluruh sistem, dan itu sangat menarik, " kata Daniel Margoliash, seorang profesor neurobiologi di University of Chicago yang telah mempelajari burung-burung untuk lebih dari tiga dekad. Margoliash sebelum ini telah bekerjasama dengan kumpulan Mindlin tetapi tidak terlibat dalam kajian ini.
Kajian itu juga mendapati bahawa tidur bukanlah satu-satunya masa untuk berlatih-ia juga boleh memberi peluang kepada burung untuk membuat persembahan secara senyap-senyap. Otot-otot vokal burung muncul sedikit pada fritz pada waktu malam, menyusun lagu senyap yang tidak melekat pada skrip siang hari. Penyelidikan baru ini dapat menangkap variasi yang kajian sebelumnya tentang otak tidak dapat, dan mencadangkan bahawa fikiran musikal meanders ketika zebra finches mengangguk.
Bagi Mindlin, ini sangat besar. "Sekarang kita mempunyai model yang tidak memerlukan otak, " katanya.
Minggu lalu, dalam dua kajian baru, kumpulan Mindlin mengembang pada penyelidikan mereka. Kedua-dua kajian itu menumpukan perhatian kepada cara para saintis mengkaji otot-otot vokal finches, dengan harapan dapat membuka kunci rahsia lagi burung-burung itu.
Pertama, para saintis yang diketuai oleh Juan Doppler, seorang ahli fizik yang bekerja di bawah pengawasan Mindlin, ingin menjadikannya lebih mudah untuk mempelajari otot-otot burung. Memberi tumpuan kepada otot mungkin cara yang lebih langsung untuk menangkap mekanik serenade snoozing-tetapi ia masih tidak mudah. Tengkorak zebra dewasa mesti menjalani pembedahan untuk membolehkan saintis melampirkan elektrod kepada pelbagai otot.
Walau bagaimanapun, walaupun otot-otot ini difahami secara langsung mengawal aspek individu dari pengeluaran lagu-contohnya, nada bunyi yang dihasilkan-mereka juga perlu bekerjasama. Beberapa disambungkan secara fizikal, termasuk satu otot yang sangat penting yang dikenali sebagai ventralis syringealis, yang dikenali untuk mengawal frekuensi lagu.
Pasukan mendapati bahawa mengukur aktiviti ventralis syringealis semata-mata dengan pasti dapat menangkap dinamika burung-burung-burung-burung-burung-burung yang hampir sama dengan tepat seperti teknik lama mengukur pelbagai otot. Seperti yang dijangka, aktiviti otot mengandungi maklumat tentang kekerapan, tetapi juga dapat meramalkan apabila motif muzik dimulakan dan dihentikan dengan ketepatan lebih 70 peratus.
"Kami bergerak jauh dari fokus sepenuhnya pada otak dan neuron, dan juga memberi perhatian kepada biomekanik, di mana maklumat sistem saraf diproses, " kata Doppler. "Ini adalah idea yang kuat. Dalam sesetengah kes, melihat biomekanik boleh memberi anda gambaran yang tidak begitu jelas dalam sistem saraf. "
Dengan sistem yang lebih mudah Doppler, yang diterangkan dalam jurnal Chaos, para penyelidik lebih mudah mempelajari lagu impian burung; Apa lagi, memahami mekanik otot yang kuat ini juga boleh memaklumkan bagaimana sistem vokal berfungsi sebagai unit berfungsi.
"Ciri-ciri otot itu benar-benar berdarah, " kata Katherine Tschida, seorang ahli neurobiologi di Universiti Duke yang telah mempelajari pembelajaran lagu di kancil zebra. "Anda boleh mendapatkan pembacaan dari otot tunggal [banyak] ciri-ciri yang berbeza, walaupun pada hakikatnya otot bukanlah pemacu fungsian sistem." Tschida, yang tidak terlibat dalam kerja, juga memuji belajar untuk metodologi "berkualiti tinggi".
Carta ini menunjukkan pengaktifan otot-otot syringeal dalam bentuk finch semasa menyanyi (di atas) dan pada waktu malam (kelabu, di bawah). (Young et al., Dalam PeerJ (2017)) Dalam kajian kedua, satu pasukan yang diketuai oleh Alan Bush, seorang ahli fizik dalam kumpulan Mindlin, mendapati bahawa mereka dapat memanipulasi burung-burung itu untuk melengkapkan otot-otot vokal mereka dengan memainkannya lagu-lagu mereka sendiri semasa mereka tidur-bentuk hipnosis harmonik. Bush tidak sabar-sabar untuk mengkaji corak bagaimana otot-otot sebenarnya menembak dalam tidur. Baginya, organ vokal bukan sekadar wayang yang melaksanakan arahan tuan otak-sebaliknya, ia adalah penghubung kreatif antara otak dan tingkah laku yang boleh menambah loceng dan wisel sendiri kepada produk akhir. "Banyak kerumitan sistem sebenarnya datang dari pinggir, di mana ototnya, " jelasnya.
Bush dan rakan-rakannya mendapati bahawa apabila otot-otot itu dipujuk ke dalam aktiviti, mereka berkelakuan dalam fesyen yang tidak ada apa-apa. Apabila memainkan coretan sendiri mengetuk lagu-lagu, otot-otot burung pasti akan berkedut. Malah versi sintetik lagu-lagu ini, yang disalin semula di makmal, kadang-kadang boleh mendapat tindak balas organ vokal. Selalunya, otot-otot masih-tetapi ketika mereka bergerak ke arah lentur, mereka akan menjalankan urutan penalaan yang lengkap.
Para saintis mengatakan pengetahuan ini membuka cara-cara baru untuk mengkaji bagaimana otot musikal digerakkan.
Oleh kerana pembedahan pembedahan itu, Mindlin dan pasukannya hanya dapat menguji tindak balas otot daripada burung-burung zebra dewasa. Walau bagaimanapun, eksperimen masa depan dengan teknologi yang lebih canggih mungkin memberi penerangan tentang keadaan impian burung muda. Penemuan sedemikian mungkin dapat meneguhkan penyelidikan sebelum ini tentang bagaimana beludak remaja beruang mainan dengan ajaran tutor mereka dan menambah sentuhan peribadi mereka semasa tidur. Tetapi tujuan apa yang boleh dilakukan ini pada orang dewasa, yang telah menguasai melodi mereka?
Margoliash fikir ia adalah tentang mengekalkan kepakaran. "Jika anda ingin mencapai ketepatan yang sangat tinggi, anda perlu bekerja di sana, dan berlatih untuk tinggal di sana, " jelasnya. "Zebra finches-dan manusia-perlu berlatih untuk mengekalkan kualiti prestasi yang kami capai."
Suatu hari nanti, dengan kekuatan gabungan neurosains dan biofisika, para saintis sebenarnya dapat mengambil menyelam yang lebih dalam ke dalam lagu-lagu tidur. Teknologi tidak begitu terperangkap sehingga tugas itu-tetapi ia menjadi lebih kuat dengan setiap hari berlalu. Sehingga nanti? Mimpi pada.
