Амбар, в котором он работает, находится в стране лошадей в Милбруке, штат Нью-Йорк, но он перекликается с трелями, твитами и obbligatos - хриплой музыкой более тысячи канареек и зябликов в клетках. "Слышите, что тот поет свое сердце?" Фернандо Ноттебом спрашивает. «У него более десятка песен. Он говорит мужчинам:« Это моя территория ». Он говорит женщинам: «Эй, посмотри на меня».
Связанный контент
- Песни этой птицы делятся математическими признаками с человеческой музыкой
- Как наши мозги делают воспоминания
Деконструкция пения птиц может показаться маловероятным способом встряхнуть биологию. Но исследования Ноттебома подорвали веру в то, что мозг получает свою долю нервных клеток вскоре после рождения, и беспомощно поддерживают их, как один за другим, когда они умирают - «факт», забитый в череп каждого школьника. Напротив, часто смятый родившийся в Аргентине биолог продемонстрировал два десятилетия назад, что мозг певчей птицы выращивает свежие нервные клетки осенью, чтобы заменить те, которые отмирают летом.
Полученные результаты были шокирующими, и ученые выразили скептицизм по поводу того, что мозг взрослого человека обладает такой же способностью к регенерации. «Читай по губам: никаких новых нейронов», - сказал Пасько Ракич, нейробиолог Йельского университета, сомневающийся, что человек, как птица, может вырастить новые нейроны просто для того, чтобы выучить песню.
Тем не менее, вдохновленные работой Ноттебома, исследователи обнаружили, что другие взрослые животные, включая людей, действительно способны производить новые клетки мозга. И в феврале ученые впервые сообщили о том, что совершенно новые нервы в мозге взрослых мышей, по-видимому, проводят импульсы - открытие, которое решает давние опасения, что вновь сформированные взрослые нейроны могут не функционировать. Хотя такие доказательства являются предварительными, ученые считают, что этот растущий объем исследований даст понимание того, как люди учатся и запоминают. Кроме того, изучение нейрогенеза, или роста нервов, может привести их к лучшему пониманию и, возможно, лечению разрушительных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера, вызванных истощенными нервами в мозге.
Мало кто мог бы предсказать, что канарейка ухаживания приведет к такому прорыву. Исследования, проведенные птицами Nottebohm, «открыли нам глаза на то, что мозг взрослого человека изменяется и вырабатывает новые клетки на протяжении всей жизни», - говорит нейробиолог Фред Гейдж из Института Солка в Ла-Холье, Калифорния, чья лаборатория недавно нашла доказательства отрастания нервных клеток в мозге человека.
Исследования Nottebohm достигли известности в биологии и за ее пределами. Ученый, который придерживается нетрадиционного взгляда и позже оправдан, делает для неотразимой драмы, представляя героя, который обращается к нам в повстанцах, и предостерегающий урок, чтобы остаться открытым. Но Ноттебом предпочитает быть государственным деятелем революционером. «Когда-то я был среди 5 или 10 процентов ученых, которые верили в нейрогенез», - говорит он. «Сейчас 95 процентов согласны с этой позицией. Мне больше нравится, когда я в меньшинстве».
Он был любителем птиц с самого детства, в Буэнос-Айресе. «Слушать птиц было своего рода хобби», - говорит он. «У других мальчиков были машины, у меня были птицы. Мне нравилось пытаться идентифицировать их по их песням». Он получил докторскую степень в Университете Калифорнии в Беркли - да, изучая птиц - до перехода в Университет Рокфеллера.
Ключевой момент наступил в 1981 году, когда он показал, что объем той части мозга канарейки, которая управляет созданием песен, меняется сезонно. Это достигает максимума весной, когда потребность в спаривании требует большей части музыкальных способностей поклонника, и сокращается летом. Затем он снова начинает расширяться осенью - время для изучения и репетиций новых мелодий. Эти колебания, как позже показал Ноттебом и его коллеги, отражали смерть, а также рождение тысяч нейронов. «Удивительно», - недавно написал Гейдж и его коллега.
За эти годы многочисленные лаборатории представили доказательства того, что нейрогенез у взрослых происходит у целого ряда животных, включая крысу, строптивую и обезьяну, мартышку. Тем временем ученые получили подсказки об источнике новых нейронов. Работая с птицами, молодой коллега из Nottebohm Артуро Альварес-Буйлла проследил новые нервы до определенных стволовых клеток в слизистой оболочке желудочков, которые представляют собой заполненные жидкостью полости мозга. Стволовые клетки (так много в новостях) существуют по всему телу. Это неопределенные клетки, которые могут развивать специализированную функцию, превращаясь, скажем, в клетки печени или крови. Открытие того факта, что нейроны могут возникать из стволовых клеток головного мозга, порождает надежды на потенциально неограниченный материал для восстановления поврежденной мозговой ткани. Но исследователи предупреждают, что пока просто предположения, что стволовые клетки, способные стать нейронами, могут быть использованы таким образом.
В 1998 году исследователи сообщили, что рост нейронов также происходит в мозге взрослого человека. В исследованиях использовались ткани мозга от людей, которые умерли от рака. Пациентов лечили в Швеции и вводили химическое вещество под названием BrdU. Поскольку BrdU включен в ДНК делящихся клеток, химическое вещество может служить маркером для любых новых нервных клеток в мозге. В ходе исследования шведские исследователи отправили образцы мозга в Гейдж в Ла-Холья. Он и его коллеги обнаружили BrdU в гиппокампе, части мозга, которая откладывает воспоминания, предполагая, что новые нейроны развились и, возможно, сыграли роль в хранении информации.
Почти все доказательства нейрогенеза взрослых у млекопитающих ограничиваются гиппокампом, и никто не уверен, что эти новые нейроны делают, если что-нибудь. Пока ученые не установят, что новые, функционирующие нервы также появляются в коре головного мозга, где обрабатываются высшие мысли, Ракич и другие скептически относятся к тому, что нейрогенез у взрослых имеет большое значение для реальной функции мозга. «Мы начинаем жизнь с большим количеством необразованных нейронов, но в какой-то момент все они становятся выпускниками колледжа», - говорит он. «С нейрогенезом в коре головного мозга у вас были бы нейроны, которые никогда не ходили в начальную школу. Новые клетки разрушали бы все ваши воспоминания. Вы отказались бы от всего, что трудились, чтобы приобрести».
Элизабет Гулд, нейробиолог из Принстонского университета, обнаруживший нейрогенез у мартышек и других взрослых приматов, утверждает, что новые нервные клетки должны быть полезны. «Я не могу поверить, что природа пошла бы на все проблемы создания тысяч новых клеток в день без всякой цели», - говорит она. «Тело не расточает своими ресурсами».
Ноттебом говорит, что стареющий мозг, вероятно, должен развивать нервные клетки, чтобы изучать новые вещи. «Мозгу не хватает места в памяти», - говорит он. «Все за 50 знают это. Если бы мы помнили все, мы были бы перегружены».
С тем же рвением, которое он проявил, когда впервые осудил полученную мудрость, Ноттебом начал новую работу с синицами в черных шапочках в середине 1990-х годов. Один из видов американских птиц, который выдерживает северную зиму, в то время питаются сиками на семенах и других продуктах, которые они спрятали на деревьях. Ноттебом обнаружил, что наступающей осенью птицы выращивают новые клетки в мозговом центре, занимающемся пространственной памятью, способностью ориентироваться и находить вещи. По словам Ноттебома, добавленная интеллектуальная мощь помогает синицам обнаруживать свои скрытые кучи месяцы спустя.
Такое понимание вызывает восхищение. «Фернандо всегда был впереди всех», - говорит Гулд. «Так далеко вперед, что люди долгое время не могли принять его выводы как интересные или важные. Теперь они идут навстречу».
