p Pesquisadores da UC San Francisco mostraram como o tentilhão de Bengala, um pássaro canoro domesticado, pode aprender a ajustar sua música de maneiras específicas, dependendo do contexto, que pode lançar luz sobre como o cérebro humano aprende a aplicar regras diferentes, dependendo da situação, e têm implicações para a compreensão da linguagem humana e distúrbios do movimento. p O estudo, publicado em 16 de novembro, 2017, no Neurônio , mostraram que os tentilhões mudam de versões genéricas para versões específicas de suas canções, dependendo da situação em que se encontram. os pesquisadores identificaram duas áreas distintas no cérebro dos pássaros dedicadas a este processo de aprendizagem:uma região que codifica regras generalizáveis ​​para produzir canções padrão, e outra área que pode substituir o caminho padrão para produzir sons diferentes para contextos diferentes.

p É muito parecido com o modo como seu próprio cérebro aprendeu na infância o movimento padrão do braço para alcançar e agarrar um objeto, mas, desde então, também aprendeu a ajustar a força de seu braço e o aperto de sua mão com base na situação - se, por exemplo, você está pegando uma xícara cheia em vez de uma vazia.

p "Queríamos entender como o cérebro equilibra a necessidade de generalizar a aprendizagem de movimentos em muitos contextos com a necessidade de produzir movimentos especializados em contextos específicos, "disse Lucas Tian, estudante de doutorado no laboratório Brainard da UCSF e principal autor do estudo. "Esta tendência foi demonstrada em humanos durante o movimento e adaptação da fala, mas os mecanismos neurais de como esse equilíbrio é mediado não são conhecidos. Os pássaros canoros aprendem a cantar quase da mesma maneira que os humanos aprendem a falar, então pensamos que o pássaro canoro seria um sistema modelo muito bom para estudar esse processo. "

p Os tentilhões aprendem a ajustar a música com base no contexto

p Neurobiologistas como Michael Brainard da UCSF, PhD, professor de fisiologia e psicologia e membro do Instituto Weill de Neurociências da UCSF e autor sênior do novo estudo, há muito estudam o canto dos pássaros pelo que ele pode nos ensinar sobre como o cérebro humano aprende comportamentos complexos, como a linguagem, e como os mesmos sistemas cerebrais se desintegram em doenças do movimento, como o distúrbio de Parkinson.

p Muito parecido com a linguagem humana, O canto dos tentilhões é feito de sequências de 'sílabas' - unidades de som semelhantes a acordes musicais - e é inicialmente aprendido por pássaros jovens imitando 'tutores' adultos. Como adultos, tentilhões cantam para atrair companheiros, e ainda podem aprender a ajustar suas músicas dependendo do contexto - por exemplo, se eles estão se apresentando ou praticando. O laboratório de Brainard mostrou anteriormente onde, no cérebro, os tentilhões incorporam feedback para melhorar suas canções, mas ainda não estava claro como os tentilhões aplicaram essas lições a situações específicas.

p No novo estudo, Tian e Brainard queriam saber se os pássaros poderiam aprender a alterar seletivamente o tom de sílabas específicas em suas canções, dependendo do contexto. Para treinar os tentilhões, os pesquisadores executaram uma explosão de ruído branco quando os pássaros cantaram uma sílaba específica fora de uma faixa definida pelos pesquisadores. Os pássaros aprenderam rapidamente a mudar o tom dessa sílaba em seu canto para evitar o som desagradável.

p O treinamento só ocorria quando os tentilhões cantavam a sílaba alvo em uma determinada sequência musical. Contudo, os pesquisadores observaram que os pássaros também começaram a ajustar o tom dessa sílaba quando ela ocorria também em partes diferentes de seu canto, sugerindo que eles generalizaram a nova regra entre os contextos. Por exemplo, os pássaros poderiam ser treinados para aumentar o tom da sílaba C na sequência A-B-C-D, mas eles também podem começar a cantar uma sílaba C mais aguda quando cantam D-B-C-A também. O quanto os pássaros ajustaram sua altura em novos contextos dependia de quão similar a sequência era com o canto original.

p Para entender se os pássaros podem aprender regras diferentes para situações diferentes, os pesquisadores desafiaram os tentilhões a modificar a mesma sílaba em direções opostas, dependendo do contexto. Notavelmente, os pássaros aprenderam a distinguir entre contextos e variaram suas respostas de acordo. Por exemplo, eles aprenderam a cantar C em um tom mais baixo quando a sílaba era precedida por um B, mas em um tom mais alto quando era precedida por um A.

p "Este tipo de personalização sofisticada de aprendizagem em diferentes contextos é muito semelhante à fala humana, "disse Brainard." É difícil estudar o que está acontecendo no cérebro humano durante esse processo, mas podemos perguntar como esse aprendizado dependente do contexto está acontecendo nas aves. Há semelhança suficiente nas estruturas neurais entre pássaros e mamíferos para nos permitir pensar que o que aprendemos com os pássaros pode ser aplicado de forma mais ampla. "

p Duas regiões do cérebro controlam a aprendizagem baseada em regras e dependente do contexto

p Existem duas regiões do cérebro no tentilhão que são críticas para a aprendizagem e produção da música:a via motora da música, que é necessário para produzir os sons, e a via anterior do cérebro anterior (AFP), um circuito de função executiva que está envolvido no aprendizado e modificação de canções.

p Ao bloquear quimicamente o AFP enquanto os pássaros aprendem a alterar seu pitch, os pesquisadores foram capazes de analisar as funções específicas das duas regiões durante o aprendizado. Eles descobriram que a ativação no AFP era necessária para que os tentilhões aprendessem a modificar seu tom em um contexto específico. O AFP reconhecia quando a sílaba alvo ocorria na sequência correta e comunicava à via motora que deveria alterar o tom da sílaba. Sem instruções específicas, a via motora então começou a incorporar e generalizar esta regra para outros contextos, às vezes ajustando o tom da sílaba para outras canções. Quanto mais feedback a via motora recebe para modificar a inclinação, quanto mais confiável ele o fez em todos os contextos.

p Contudo, quando os pássaros aprenderam a modificar seu passo em duas direções para dois contextos diferentes, a via motora não poderia deduzir e generalizar uma única regra. Consequentemente, o AFP teve que permanecer ativo para dizer ao caminho motor quando e como modificar o tom.

p "Este caminho musical é muito mais inteligente e mais flexível do que pensávamos originalmente, "disse Tian." Não se trata apenas de produzir obrigatoriamente uma sílaba. Ele tem acesso a informações sobre como modificar uma tarefa dependendo do contexto mais amplo. "