Пением птиц управляют 2 000 генов
Среди всех живых существ лишь человек обладает речью, но речь, язык основаны на голосовых способностях, на умении издавать, контролировать и комбинировать звуки. Голосовые способности, напротив, не такая уж редкость (мягко говоря) в животном мире - достаточно вспомнить певчих птиц. Поэтому учёные, занимающиеся проблемами формирования речи у человека, именно с птицами связывают определённые надежды: если удастся узнать, какие гены контролируют у пернатых "звуковые" нейроны, это сильно помогло бы понять устройство человеческого голоса.
Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) выполнили масштабную работу, позволившую пересчитать все гены, которые контролируют пение у самцов зебровых амадин. В мозгу этих птиц есть особый участок, называемый областью Х, располагается он под корой и относится к базальным ганглиям. Область Х, как полагают, отвечает за вокальные способности. Амадины достигают половой зрелости между 35 и 100 днями с момента рождения. Самцы в это время начинают интенсивно разучивать свадебные песни. И только у них в мозгу есть область Х; у самок её нет, так как они избавлены от необходимости соблазнять своим пением партнёра.
Как пишут исследователи в журнале Neuron, им удалось определить около 2 000 генов, которые меняют свою активность в нейронах области Х, когда самцы амадин созревают для песен. Из них 1 500 были описаны впервые как имеющие отношение к нейронному контролю над голосом. Столь большой "урожай" удалось собрать благодаря особому методу, который позволял вылавливать гены не поодиночке, а целой сетью. То есть, обнаружив один ген, исследователи могли сказать, с какими генами он связан, чья активность зависит от его активности и от кого, в свою очередь, зависит он сам.
Гены птиц и человека в этом случае во многом перекрываются. Среди найденных генов удалось обнаружить двух "старых знакомых": ген FoxP2 и ген рилина. Первый давно известен нейрофизиологам, он относится к главным генам-менеджерам, определяя активность целого ряда других генов. Десять лет назад было обнаружено, что мутации в FoxP2 связаны с сильными наследственными нарушениями речи у человека. Про белок рилин известно, что мутации в его гене сопряжены с развитием аутизма у детей. Для аутизма характерно нарушение речевой функции, поэтому нет ничего удивительного в том, что мутации, вызывающие аутизм, захватывают в том числе и "голосовые" гены.
Эксперименты с амадинами позволили учёным различить гены, которые контролируют собственно пение, от отвечающих за другие формы поведения. Наше поведение связано с мозгом двусторонней связью и может влиять на активность тех или иных участков мозга.
То есть, если мы проанализируем мозг певца и обнаружим изменения в активности ряда генов, то как мы узнаем, где тут причина, а где следствие, какие из них способствовали развитию голоса, а какие изменили свою активность, например, из-за концертной деятельности? С амадинами учёным удалось блестяще обойти эту ловушку: из 20 тыс. генов "на входе" осталось всего 2 тыс., контролирующих собственно голосовые реакции. Правда, как признают сами исследователи, так просто перенести эти результаты на человека не выйдет: даже если мы делим с птицами одни и те же гены, у нас они, скорее всего, иначе связаны друг с другом.