Είναι γεγονός ότι οι περισσότεροι επιστήμονες που μελετούν το νευρικό σύστημα πιστεύουν ότι η μνήμη αποθηκεύεται στον εγκέφαλο μέσω δικτύων συνάψεων ή συνδέσεων που σχηματίζονται μεταξύ των νευρώνων. Επιπλέον, η μάθηση εξελίσσεται με τον σχηματισμό νέων συνδέσεων νευρώνων και την ενίσχυση ή την αποδυνάμωση των ήδη υπαρχόντων συνάψεων. Ωστόσο, υπάρχουν όλο και περισσότερες ενδείξεις ότι εκτός από τις συνδέσεις των νευρώνων, ρόλο στην διαδικασία της μάθησης έχουν και διάφορες εγγενείς ιδιότητες των κυττάρων.
Τα πτηνά δεν γεννιούνται με πλήρες και τελειοποιημένο ρεπερτόριο κελαηδισμάτων, αλλά πρέπει να εξασκηθούν για την τελειοποίηση του κελαηδήματός τους. Με βάση το διάστημα που τα πτηνά μαθαίνουν αυτή τη συμπεριφορά μελετήθηκε η δραστηριότητα του εγκεφάλου τους.
Τα αρσενικά ζεβράκια Taeniopygia guttata είναι γνωστά για τα περίπλοκα και μεγάλης ακρίβειας κελαηδίσματά τους, που σκοπό έχουν να προσελκύσουν συντρόφους. Κάθε φορά, προσπαθούν να ακολουθήσουν ακριβώς το ίδιο μοτίβο και χρονοδιάγραμμα, καθώς τα θηλυκά κρίνουν την καταλληλότητά τους βάση της ακριβείας των κελαηδισμάτων τους!
Τα κύτταρα του σώματος γενικά χαρακτηρίζονται από εσωτερική ηλεκτρική τάση, διαφορετική από την ηλεκτρική τάση που επικρατεί στο περιβάλλον τους. Οι νευρώνες, όμως είναι ειδικά κύτταρα, καθώς έχουν δυναμικό ενέργειας και την ικανότητα να μεταβάλλουν τη ροή του ρεύματος από και προς το κύτταρο. Οι μεταβολές των δυναμικών αυτών είναι που συνθέτουν τις πληροφορίες των νευρώνων. Οι νευρώνες έχουν μια ποικιλία καναλιών και πρωτεϊνών ενσωματωμένες στις κυτταρικές μεμβράνες τους, οι οποίες ανοίγουν και κλείνουν ανάλογα με το ρεύμα που εισέρχεται ή εξέρχεται.
Στην έρευνα, λοιπόν, των νευροεπιστήμονων του Πανεπιστημίου του Σικάγου χρησιμοποιήθηκαν ως μοντέλα μελέτης των ιδιοτήτων των κυττάρων που σχετίζονται με τη μάθηση, τα περίπλοκα κελαηδίσματα που συνθέτουν τα πτηνά. Η μελέτη αυτή δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications και προσθέσει πληροφορίες για την κατανόηση του εγκεφάλου μας.
Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν και καταγράφηκαν οι ενεργειακές αιχμές των νευρώνων σε ζεβράκια διαφόρων ηλικιών - ενήλικα με πλήρως ανεπτυγμένο κελάηδισμα και νεαρά άτομα στην φάση της μάθησης. Για τον σκοπό αυτό, επινοήθηκε ένας μαθηματικός τρόπος σύγκρισης/συσχέτισης των ιδιοτήτων των νευρώνων δύο συγκεκριμένων ατόμων πτηνών. Βρέθηκε ότι οι εγγενείς ιδιότητες μιας τάξης νευρώνων σε ένα συγκεκριμένο πτηνό ήταν παρόμοιες μεταξύ τους, όμως ποικίλλαν από πτηνό σε πτηνό. Ένα σημαντικό στοιχείο είναι ότι από τους υπολογισμούς προέκυψε ότι πτηνά με παρόμοιες εγγενείς δραστηριότητες νευρώνων διέθεταν παρόμοια κελαηδίσματα!
Υπό το πρίσμα αυτό, ενήλικα συγγενικά άτομα, τα οποία είχαν ανατραφεί από τους ίδιους γονείς, και κατ’ επέκταση διδαχτεί με τον ίδιο τρόπο, διέθεταν τόσο παρόμοια κελαηδίσματα όσο και εγγενείς κυτταρικές ιδιότητες. Στα νεαρά από την άλλη άτομα, δεν υπήρχε σχέση μεταξύ των εγγενών ιδιοτήτων τους και των κελαηδισμάτων τους, ανεξάρτητα από το πώς συσχετίζονταν συγγενικά μεταξύ τους.
Οι ερευνητές, στη μελέτη αυτή απέδειξαν πως οι εγγενείς ιδιότητες των κυττάρων άλλαξαν ως ανταπόκριση στις αλλαγές των κελαηδισμάτων. Χρησιμοποίησαν μια συσκευή ώστε να ηχογραφήσουν τα κελαηδίσματα των πτηνών και κατόπιν τα εξέθεταν σε αυτό τον ήχο, τροποποιώντας τον και κάνοντάς τον πιο αργό. Η απόκριση των πτηνών σε αυτό ήταν η αλλαγή του κελαηδίσματός τους σε ένα καινούργιο το οποίο έμοιαζε με το τραύλισμα των ανθρώπων! Αμέσως «κολλούσαν» κάθε φορά που προσπαθούσαν να κελαηδήσουν και μάλιστα σε συγκεκριμένες νότες ή επαναλαμβανόμενους ήχους. Μέσα σε λίγες ώρες μετά την ακρόαση της καθυστερημένης ηχογράφησης που προκάλεσε τραύλισμα, οι εγγενείς ιδιότητες των νευρώνων άλλαζαν και σε αυτά τα πουλιά, υποδεικνύοντας άμεση σύνδεση με το αλλοιωμένο κελάηδισμα.
Δεδομένου ότι η ίδια τεχνική μπορεί να προκαλέσει τραύλισμα και στους ανθρώπους, η παραπάνω μελέτη θα μπορούσε να είναι απόδειξη ενός βιολογικού μηχανισμού ζωικού τραυλίσματος και να αποτελέσει ένα χρήσιμο μοντέλο και για τον άνθρωπο.
