Las ideas sobre cómo los pájaros cantan aprenden a cantar proporcionan pistas prometedoras sobre los trastornos del habla humana y pueden conducir a nuevas formas de tratarlas, según una nueva investigación publicada en la revista eLife .
Hay alrededor de 9,000 especies de aves, aproximadamente la mitad de las cuales son pájaros cantores. Cuando estas aves cantan, la actividad de un gen maestro llamado FoxP2 disminuye en una región clave del cerebro involucrada en el control vocal conocido como Área X. La disminución enFoxP2 produce cambios en la actividad de miles de otros genes.
FoxP2 también juega un papel importante en el habla en humanos. Stephanie White, profesora de biología y fisiología integradora de UCLA y autora principal del estudio, cree que FoxP2 y los cambios que causa podrían ser parte de la base molecular del aprendizaje vocal.Tanto en humanos como en aves, las células procesan este gen de una manera que produce una proteína de longitud completa y una versión más corta de la proteína. La versión larga regula otros genes; lo que hace la versión corta sigue siendo un misterio. Los humanos con una mutación enla versión larga tiene problemas con su discurso.
Para evitar esta disminución en el Área X, el equipo de investigación de White utilizó métodos similares a la terapia génica humana para insertar una versión de FoxP2 en pinzones cebra machos. Después de hacerlo, cuando las aves cantaron, en lugar de disminuir sus niveles de FoxP2, los niveles permanecieronalto. Este desacoplamiento de los niveles de FoxP2 del canto de los pájaros perjudicó su aprendizaje de la canción.
"En cierto sentido, esta puede ser la versión molecular de 'la práctica hace la perfección', y por qué uno necesita repetir las habilidades motoras una y otra vez para aprenderlas, en lugar de que alguien te lo diga", dijo White.
White dijo que se han desarrollado pocos tratamientos para las deficiencias del lenguaje, porque los científicos solo tienen una comprensión deficiente de la base molecular de la comunicación vocal. Los resultados de este estudio podrían conducir a la creación de nuevos tratamientos para los problemas del habla en personas, incluidos los niñoscon autismo y personas con versiones mutadas de FoxP2. White está interesado en el comportamiento humano, pero dijo que los humanos son difíciles de estudiar a nivel celular y sináptico.
A través de la práctica de prueba y error durante un período crítico, las aves desarrollan una canción adecuada para el cortejo. Las aves canoras, al igual que en los humanos, tienen un período crítico en la juventud cuando son mejores para aprender habilidades de comunicación vocal. En las aves, estoes cuando aprenden una canción que usarán más adelante en la vida como una canción de cortejo. En los humanos, es cuando las habilidades lingüísticas se aprenden más fácilmente. Después de que termina este período crítico, es más difícil para las personas aprender idiomas y para ciertas avesespecies para aprender sus canciones. Los pinzones cebra macho aprenden a cantar una canción de cortejo de 35 a 100 días después de la eclosión.
White y sus colegas se propusieron identificar cómo FoxP2 afecta a miles de otros genes en los pinzones cebra antes y después del cierre del período crítico para el aprendizaje.
"Encontramos conjuntos de genes en aves jóvenes cuyos niveles cambian cuando cantan y están relacionados con el aprendizaje", dijo White, quien también es miembro del Instituto de Investigación Cerebral de la UCLA. "Estos patrones desaparecen en las aves más viejas. Muchos de estoslos genes son esenciales para el desarrollo del lenguaje humano "
Los investigadores descubrieron que la aplicación de métodos similares a la terapia génica a la versión larga de FoxP2 interrumpió el aprendizaje. Para su sorpresa, la aplicación de los métodos a la versión corta no lo hizo. En cambio, dio lugar a canciones con menos variabilidad entre las versiones.
"Identificamos redes de genes involucrados en el aprendizaje vocal en períodos críticos, incluidos los genes relacionados con el habla humana", dijo White. "Dirigirse farmacológicamente a estas vías podría conducir al desarrollo de nuevos medicamentos para tratar los déficits de comunicación en humanos".
Los científicos estudiaron miles de genes en el Área X que son una parte importante de la circuitería del canto de las aves el Área X se encuentra en los ganglios basales del pinzón macho, debajo de la corteza cerebral.
Estos genes en el Área X cambian de manera coordinada, muy similar a una orquesta dirigida por un director, con FoxP2 como director, dijo White.
"No es que todos los genes o instrumentistas se hayan vuelto ruidosos o silenciosos; es que cambian de manera coordinada", dijo White. "Nos referimos a estos como 'conjuntos de genes' y uno de estos conjuntos degenes está altamente correlacionado con el aprendizaje en aves jóvenes ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Original escrito por Stuart Wolpert. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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