Мозговые механизмы речи представляют сложную динамическую систему которая формируется постепенно, развивая язык и мозг в процессе обучения и практики.
Певчие птицы — один из немногих известных видов, которые учатся петь, как это делают люди обучаясь говорить. Это делает их идеальным примером для изучения происхождения мозговых механизмов речи.
От лепетания к языку
Как люди переходят от лепетания ребенка к смысловой речи?
Язык является одной из определяющих черт человеческого бытия, но как мы можем его приобрести?
Многие животные издают звуки, например, рев льва и кваканье лягушки. Но большинство не учатся делать это также, как мы учим язык. Будучи младенцами, мы слышим говорящих людей вокруг нас и учимся имитировать эти звуки. Люди, дельфины, киты и некоторые летучие мыши являются единственными млекопитающими, которые учатся озвучивать таким образом. Но некоторые виды певчих птиц также используют этот вид вокального обучения используя язык и мозг, развивая связь речи и мозга.
На самом деле, певчие птицы имеют много, чтобы показать ученым как работает язык и мозг. Изучая, как певчие птицы учат свои мелодии, мы обнаруживаем, как организованы наши органы центральной нервной системы и как работают мозговые механизмы речи.
Механизмы речи
Исследования певчих птиц, как зяблики, открыли важные подсказки о контурах мозга, лежащих в основе вокального обучения.
Родом из Австралии, зяблик — это коренастая маленькая певчая птичка. С ярко-оранжевыми щеками и черно-белыми полосатыми перьями, украшающими его грудь, самец — показной артист, воспроизводящий мелодии в надежде произвести впечатление на самку как брачное поведение птиц. Но он родился не с таким красивым поющим голосом — он приобрел навыки через обучение и практику.
Будь то человеческий язык или пение птиц, связь языка и мозга для производства звуков — это моторное мастерство. Все, что требует от вас сознательное движение мышц, — это двигательный навык голосовых связок. Двигательные навыки, как мы все знаем, проходят практику. Это процесс проб и ошибок, который требует сенсорной обратной связи.
Вне главного органа центральной нервной и позвоночного канала есть 2 вида нервов: двигательные нервы и сенсорные нервы. Отходящие от позвоночного канала, сигналы подаются к двигательным нервам заставляя мышцы двигаться. Сенсорные нервы, с другой стороны, посылают информацию о сенсорном прикосновении и положении, чтобы отослать информацию обратно в главный орган центральной нервной системы. Для звука это слух.
Двигательные навыки — такие как овладение обратной связью в теннисе, игра на пианино или научиться говорить зависят от такого рода сенсорной обратной связи, чтобы мы могли регулировать и совершенствовать наше выступление через пробы и ошибки.
Ключом к этому процессу проб и ошибок является группа структур мозга, называемых базальными ганглиями. Эти мозговые механизмы речи получают моторную и сенсорную информацию из области мозга, называемой корой головного мозга, которая отвечает за планирование движения среди многих других вещей. Базальные ганглии передают эту информацию обратно в кору головного мозга и другие области образуя мозговой механизм речи. Эта схема связи языка и мозга важна для обучения тому, как выполнять точные моторные поведения, такие как язык или пение у птиц.
Связь языка и мозга
Хотя ученые когда-то думали, что эта схема была задействована только в изучении звуков во время развития, с тех пор они открыли другую важную роль: изменение исполнения птичьей песни, чтобы отточить двигательные навыки. Это подтверждает гипотезу о том, что человек развивая нейронные связи мозга изучением нескольких языков отодвигает медицинскую проблему потери и видов памяти.
Например, когда самец поет в одиночку, нейроны в цепи случайным образом запускаются в свободную форму импровизации.
Но если рядом находится самка, нейроны в цепи изменяются, а зяблик исполняет хорошо отрепетированную мелодию, как и у человека выдавая признаки что ты нравишься противоположному полу.
Из этих экспериментов ученые обнаружили, что эта схема помогает нам совершенствовать нашу способность петь, играть на гитаре, видеть наших конкурентов и выполнять любое количество мероприятий.
Таким образом, внешние социальные сигналы способствуют развитию нейронов мозга и языка.
Показывая, как мозг певчих птиц генерирует эти различные виды вокального поведения, исследователи начинают получать структуру о моторном обучении на протяжении всей жизни и как социальные сигналы мощно влияют на обучение у всех животных, особенно у высоко социальных существ, таких как мы.
