Тестостерон "выключает" центр обучения в мозге певчих птиц

3 октября 2011 года

Певчие птицы теряют способность запоминать и придумывать новые трели по мере взросления из-за повышения концентрации тестостерона в их крови, который переключает центр песен самца во "взрослый" режим, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Молодые певчие птицы учат песни, слушая взрослого самца и запоминая последовательность звуков, которые он издает. Эта память откладывается в предвигательной зоне аркопаллиума - участке мозга, отвечающего за планирование сложных действий и координацию движений. Через некоторое время птенцы теряют способность запоминать новые песни, и связь между центром обучения в переднем мозге и аркопаллиумом разрывается.

Макс Сайзмор (Max Sizemore) и Дэвид Перкель (David Perkel) из университета штата Вашингтон в городе Сиэтл проследили сеть связей между нервными клетками в срезах мозга зебровой амадины (Taeniopygia guttata) при стимулировании электрическим током.

Они выяснили, что молодые птицы сохраняют хорошие способности к обучению благодаря тому, что их аркопаллиум находится в угнетенном состоянии. Нервные клетки этой области мозга снижают свою активность и переходят в режим "обучения" в том случае, если они получают достаточное количество сигнальных веществ NMDA и AMPA - производных аспартата и пропионовой кислоты.

Ученые проверили свои выводы - они ввели в питательную среду вещества, блокирующие работу этих "сигналов", и изучили их влияние на активность нейронов аркопаллиума. Оказалось, что небольшого количества одного из этих веществ вполне хватает для того, чтобы нервные клетки отказались запоминать новые "инструкции".

Биологи провели аналогичный эксперимент со срезами мозга взрослых особей. Аркопаллиум половозрелых амадин не был угнетен, что подтверждает то, что птицы учат свои трели в молодости и теряют эту способность при взрослении.

Затем Сайзмор и Перкель "ускорили" процесс взросления - они ввели некоторое количество тестостероновых таблеток под кожу нескольких молодых самцов и посадили их в отдельные клетки.

Разнообразие репертуара таких амадин значительно сократилось через несколько дней по сравнению с обычными птенцами, которые взрослели нормальными темпами. Мозг таких птенцов реагировал на электрическую стимуляцию так же, как и срезы аркопаллиума взрослых птиц.

Как полагают исследователи, аркопаллиум певчих птиц принимает и воспроизводит два типа сигналов - медленные импульсы обучения и быстрые сигналы "воспроизведения" песни. По мере взросления первый тип импульсов постепенно теряет свою силу, и птица теряет способность запоминать новые песни. Тестостерон в этом случае играет роль сигнала, который заставляет мозг переключиться во "взрослый" режим.