לשיר בכל המוח

איך תינוקות לומדים לדבר? השאלה מעסיקה חוקרים כבר עשרות שנים, וייתכן שאת התשובה אפשר למצוא דווקא אצל יצורים שונים מאוד מאיתנו – ציפורי השיר. מחקר חדש, שהראה כי אפשר ללמד ציפורים לשיר בגירוי ישיר של המוח, מאפשר לנו להבין טוב יותר את מנגנוני הלמידה של הציפורים, ואולי גם שלנו. 

השירים של ציפורי שיר אינם ציוצים אקראיים, אלא יש בהם מוטיבים שחוזרים על עצמם בדרך מסוימת. הם מורכבים ממקטעים נבדלים הנקראים הברות, וכל הברה מחולקת לרכיבים קטנים יותר הקרויים אלמנטים. זכרים צעירים של ציפורי שיר, שהם לרוב אלו ששרים, לומדים את המנגינה האופיינית למין שלהם בתהליך שמזכיר מאוד את רכישת השפה אצל תינוקות – כדי ללמוד את הנעימה שלהם, הצעירים חייבים להיחשף לשירה של זכר בוגר שיוכלו לחקות. והדמיון בין למידת השירים לתהליך רכישת השפה של תינוקות הוביל חוקרים להיעזר בציפורי שיר כדי לנסות להבין את המנגנונים המוחיים של לימוד השפה. ואכן, מחקרים שנעשו על ציפורי השיר אפשרו לגלות את הרשת המוחית האחראית על תהליך הלמידה אצלם. נמצא שהיא כוללת כמה אזורים נפרדים במוח, שקשורים לחוש השמיעה, להפקת תנועות שמאפשרות יצירת צלילים ולאזורי גמול שמספקים מוטיבציה ללמידה. עם זאת, השאלה איך בדיוק נשמר הזיכרון של השיר ואיפה הוא מאוחסן נותרה עד כה ללא מענה.

הצעירים לומדים מהבוגרים, כמו אצל בני האדם. זכר של זברה פינק שר | Shutterstock

על מנת להבין טוב יותר איך עובד מנגנון הזיכרון של השיר, בדקה קבוצת חוקרים מארצות הברית אם אפשר לגרום לציפורים זכרים מהמין זברה פינק (Taeniopygia guttata) ללמוד לשיר גם אם לא נחשפו לזכר בוגר (נקבות הפינק אינן שרות). החוקרים גידלו את הציפורים בבידוד, כך שלא יהיו במגע עם פרט בוגר שילמד אותם לשיר, והשתמשו בשיטה בשם אופטוגנטיקה, שמאפשרת להפעיל תאי עצב מסוימים על ידי חשיפתם לאור. בשיטה הזאת הם הפעילו את הסינפסות, נקודת החיבור בין תאי עצב, באזור במוח בשם NIf, שמספק מידע שמגיע מהאזניים לתאים באזור אחר שלה המוח, ה-HVC. אותו HVC ידוע כמעורב בלמידת שירים בציפורים. תאים ב-Nlf פועלים בתחילת כל אלמנט בשיר ובסיומו, כך שנראה שהם אחראים על אורך האלמנט.

כתוצאה מהמניפולציה של החוקרים, הציפורים שרו בקצב שהתאים למשך גירוי האור שהופעל על תאי העצב. כך למדו הפינקים לשיר שיר שהיה שונה מהציוצים המולדים שלהם, אותם הם משמיעים לפני שהם לומדים את הנעימה המקובלת מפינקים בוגרים. גם פינקים שלמדו לשיר מפינקים בוגרים, ורק לאחר מכן עברו את הטיפול האופטוגנטי, החלו לשיר בהתאם לגירוי שניתן להם. כלומר החוקרים הצליחו להשתיל לציפורים זיכרון של שיר שהם לא שמעו מעולם.

כדי להבין את התפקיד המדויק של החיבור בין אזור NIf לאזור HVC במוח פגעו החוקרים בכוונה תחילה באזורים הללו, וגילו שהציפורים לא הצליחו ללמוד לשיר בלעדיהם. לעומת זאת, ציפורים שכבר למדו לשיר לפני כן עדיין המשיכו לשיר. מכך הסיקו החוקרים שהאזורים הללו הכרחיים לזיכרון בעת תהליך הלמידה, אך לאחר שהלמידה הסתיימה הזיכרון מאוחסן באזורים אחרים.

מחקרים כאלה עשויים לסייע לנו להבין טוב יותר את תהליכי למידת השפה גם אצל בני אדם. ייתכן שבעתיד הידע הזה יוכל לעזור לנו לפענח את הגורמים ללקויות דיבור של בני אדם, ואולי אף לעזור בפיתוח דרכי טיפול חדשות. אולם, כמו בכל מחקר שנעשה על בעלי חיים, יש לזכור שהמנגנונים המוחיים של בני האדם עשויים להיות שונים ומורכבים יותר, והדרך עוד ארוכה עד שנגיע להבנה מלאה של מנגנוני רכישת השפה האנושית.