Вы входите в тропический лес Южной Америки, следуя за оживленным криком птицы. Его песня днем раздается среди деревьев, но с наступлением ночи растворяется в тишине сна. Или нет? Благодаря революционному открытию исследователей изУниверситет Буэнос-Айреса теперь мы можем ответить на этот вопрос. Вооруженные электродами, математическими моделями и ненасытным любопытством, аргентинские исследователи сумели взломать код певческих мечтаний Каскади, подарив нам беспрецедентную ночную симфонию.
От бодрствования ко сну: песня без границ
Главным героем этого необычного исследования является Серосодержащий питанго (Питангус сульфуратус), также известный как «Каскади» из-за звука безошибочного призыва. Эта живая маленькая птичка, широко распространенная на большей части территории Центральной и Южной Америки, известна своим территориальным характером и трехчастной песней, с помощью которой она защищает свое пространство. В течение дня каскади издает характерную вокализацию, своего рода «трель», состоящую из коротких слогов, сопровождающуюся поднятием перьев на голове. Это сигнал неповиновения злоумышленникам.
Но что происходит, когда Каскади засыпает? Его мозг, особенно область, отвечающая за пение в дневное время, остается активным, показывая закономерности, поразительно похожие на те, которые возникают во время бодрствования. Предыдущие исследования уже показали, что эти паттерны мозга активируют голосовые мышцы птицы, позволяя ей тихо «играть» песню во время сна. Однако до сих пор никому не удалось расшифровать содержание этих певческих снов.
Слушая мечты Каскади
Чтобы разгадать эту тайну, исследователи имплантировали специальные электроды для электромиографии (ЭМГ) у Каскади, способного измерять мышечную реакцию и электрическую активность брюшной косой мышцы, самой важной мышцы для производства песни. Одновременно записывая ЭМГ и звук песен, когда птицы бодрствовали и спали, ученые собрали ценную базу данных.
Но как перевести эти мышечные сигналы в слышимое пение? Здесь мы вступаем в область математического моделирования. Исследователи использовали уже существовавшую динамическую модель механизма производства звука Каскади, которая разбивает то, что происходит в сиринксе (голосовом органе птиц), на ряд уравнений.
Последние 20 лет я работал над физикой пения птиц и над тем, как преобразовать мышечную информацию в песню. Таким образом, мы можем использовать паттерны мышечной активности в качестве параметров модели создания песни и синтезировать соответствующую песню.
Габриэль Миндлин, старший автор исследования.
Окно в разум животных
Анализируя мышечную активность во время сна, исследователи обнаружили закономерности, соответствующие трелям, издаваемым Каскади во время дневных территориальных споров. Любопытно, что эти «трели во сне» были связаны с поднятием перьев на голове, как и днем. Используя собранные данные, ученым удалось создать синтетическую версию одной из этих трелей. Короче говоря, поэзия и наука: мы чувствуем вкус мелодий, населяющих сны птиц. Хотите услышать?
«Я почувствовал огромное сочувствие, представляя во сне эту одинокую птицу, воссоздающую территориальный спор», — признается Миндлин. «У нас больше общего с другими видами, чем мы обычно признаем». Это открытие не только приближает нас к пониманию птичьего разума, но и открывает захватывающие новые перспективы для изучения птичьего мозга, снов животных и своего языка. Эту методологию можно распространить и на другие виды, открыв путь к новой эре в исследовании разума животных. Кто знает, какие еще сказочные мелодии мы можем обнаружить, от китов до слонов, от дельфинов до приматов. У каждого вида может быть свой собственный «ночной саундтрек», симфония снов, ожидающая, чтобы ее услышали.
От Каскади и далее
Как уже упоминалось, открытие аргентинских исследователей восхищает меня своей поэтической ценностью. Но это также имеет глубокие научные последствия. Мечты всегда были там одна из величайших загадок биологии, неизведанная территория, скрывающая самые глубокие тайны разума. Понимание того, как спят животные, могло бы помочь нам пролить свет на эволюционные и нейробиологические механизмы, управляющие этой увлекательной деятельностью мозга. И затем это исследование напоминает нам, насколько тонка граница между нами и другими видами. Осознание того, что мы разделяем опыт сновидений с существами, казалось бы, такими далекими от нас, — это одновременно шокирующая и утешающая мысль. Это напоминает нам, что, помимо поверхностных различий, мы все являемся частью одного и того же великого приключения жизни на Земле.
Пока Каскади дремлют (так сказать) на ветвях, убаюканные своими ночными мелодиями, мы можем представить, какие приключения их ждут в их маленьких и больших мирах снов благодаря новаторской работе исследователей Университета Буэнос-Айреса. Возможно, однажды мы поймем язык снов настолько, чтобы иметь возможность общаться с нашими пернатыми товарищами в дуэте, который преодолеет барьер между видами и объединит нас в чуде сознательной жизни.
