„Liebeshormon“ hilft jungen Singvögeln bei der Wahl des „Stimmtrainers“

Laut einer neuen Studie von Neurowissenschaftlern der Emory University spielt Oxytocin, das sogenannte „Liebeshormon“, eine Schlüsselrolle dabei, wie ein junger Zebrafink das Singen lernt, indem er seine Älteren nachahmt. Wissenschaftliche Berichte hat die Ergebnisse veröffentlicht, die zum Verständnis der Neurochemie des sozialen Lernens beitragen.

„Wir haben herausgefunden, dass das Oxytocin-System schon in jungen Jahren daran beteiligt ist, männliche Zebrafinken beim Liedlernen zu unterstützen“, sagt Natalie Pilgeram, Erstautorin der Studie und Emory-Doktorandin. Kandidat für Psychologie. „Es handelt sich um grundlegende Wissenschaft, die zu Erkenntnissen über den Prozess des Stimmlernens im gesamten Tierreich, einschließlich des Menschen, führen kann.“

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Neurochemie früher sozialer Bindungen, insbesondere während des Sprachenlernens, für Studien zu Autismus relevant sein könnte“, fügt Donna Maney hinzu, Professorin für Neurowissenschaften am Department of Psychology von Emory und leitende Autorin der Studie.

Junge männliche Zebrafinken lernen das Singen, indem sie einem erwachsenen männlichen Lehrer zuhören, dem sie besondere Aufmerksamkeit schenken möchten. normalerweise ihr leiblicher Vater oder ein „Pflegevater“, der sie ernährt. Dieser soziale Prozess weist einige Ähnlichkeiten hinsichtlich der Art und Weise auf, wie Kinder das Sprechen lernen, was die Vögel zu einem Labormodell für die neuronalen Grundlagen des sozialen Stimmlernens macht.

In der aktuellen Arbeit zeigen die Forscher, wie Oxytocin, ein Hormon, das für soziale Bindungen wichtig ist, junge Finken beeinflusst, die nur den Gesängen unbekannter Männchen ausgesetzt sind. In Experimenten führte die Blockade der Oxytocinrezeptoren der Jungvögel, während sie einem Männchen zuhörten, zu einer Voreingenommenheit der Vögel gegenüber dem Gesang dieses Männchens. Stattdessen hörten sie lieber zu und lernten schließlich das Lied eines Mannes, das sie hörten, als ihre Oxytocinrezeptoren normal funktionieren durften.

Der Artikel baut auf früheren Arbeiten des Maney-Labors zu hormonellen und genetischen Einflüssen auf das Sozialverhalten auf. Ihr Labor arbeitet mit Forschern am Marcus Autism Center in Atlanta zusammen, um die potenzielle translationale Wirkung seiner Forschungsergebnisse zu maximieren.

Ihre Stimme finden

Zebrafinken sind sehr soziale Vögel. In freier Wildbahn nisten sie in großen Kolonien zusammen. Nur erwachsene Männer singen, hauptsächlich um Weibchen zu umwerben.

Sobald die Männchen schlüpfen, beginnen sie, auf Lieder zu hören und sich bestimmte Lieder zu merken, noch bevor sie tatsächlich eines singen können. „Bis zum 50. Tag machen sie kleine Pfiffe und Träller, was wir ‚Subsong‘ nennen“, erklärt Pilgeram. „Es ist ähnlich wie bei menschlichen Säuglingen, die mit etwa sechs Monaten anfangen zu plappern, ohne wirklich zu sprechen.“

Während dieser sensiblen Hörphase achtet ein männlicher Zebrafink vor allem auf den Gesang seines Vaters, obwohl er andere erwachsene Männchen in der Nähe hören kann.

In einer Laborumgebung zeigen Untersuchungen, dass, wenn ein leiblicher Vater aus einem Käfig entfernt wird, bevor ein Männchen schlüpft, und dann durch einen „Pflegevater“ ersetzt wird, mit dem es interagieren kann, das junge Männchen das Lied des Pflegevaters gegenüber anderen Männchen bevorzugt es kann hören. Die jungen Männchen zeigen diese Vorliebe, indem sie Hebel betätigen, die es ihnen ermöglichen, die Wiedergabe verschiedener Lieder zu hören.

Von ihrer Umgebung lernen

„Die Jungvögel müssen von ihrer Umgebung alles lernen, was sie können“, sagt Pilgeram. „Genauso wie während der menschlichen Entwicklung widmen die Vögel ihren unmittelbaren Bezugspersonen, auf die sie sich in allem verlassen, die größte Aufmerksamkeit.“

Um den 50. Tag herum treten die jungen männlichen Finken in die Pubertät und in die sogenannte „Plastikgesangsphase“ ein. In dieser Zeit trainieren sie ihre Gesangsmotorik und versuchen aktiv, Lieder zu produzieren. Obwohl sie beginnen, ihre Aufmerksamkeit von ihren Vätern abzuwenden und lieber Lieder anderer Männchen zu hören, übt jedes junge Männchen immer noch die Melodie seines Vaters.

Am 100. Tag singen die meisten männlichen Zebrafinken vollständig das Lied ihres Vaters. Sie haben das Erwachsenenalter erreicht und ihre Melodie hat sich zu dem Lied „kristallisiert“, das sie für den Rest ihres Lebens singen werden.

In früheren Untersuchungen hat das Maney-Labor herausgefunden, dass je stärker die Vorliebe eines männlichen Zebrafinkens für den Gesang seines Vaters in der frühen Hörphase ist, desto besser ahmt sein kristallisierter erwachsener Gesang den des Vaters nach.

Die Rolle von Oxytocin

Für die aktuelle Arbeit wollten die Forscher testen, ob das Oxytocin-System bei dieser Präferenz eine Rolle spielt.

Die Forschung konzentrierte sich auf männliche junge Zebrafinken, die im Labor geschlüpft waren. Am vierten Tag wurden die Väter aus den Käfigen der Jungen entfernt, so dass sie nur noch von ihren Müttern aufgezogen wurden. Die Käfige waren in Kammern eingeschlossen, die verhinderten, dass die Jungvögel den Gesang anderer in der Nähe untergebrachter Vögel hörten.

Ab dem 27. Tag im Leben eines jungen Vogels wurde er einer Reihe von Nachhilfestunden durch zwei verschiedene erwachsene männliche Nachhilfelehrer ausgesetzt, die er noch nie gehört hatte. Der Lehrerkäfig wurde neben den Käfig des Jungvogels bzw. Schülers gestellt. Als es einem der Tutoren ausgesetzt wurde, wurde dem Schüler eine Substanz verabreicht, die die Aktivierung seiner Oxytocinrezeptoren blockierte. Als der junge Vogel dem anderen Tutor ausgesetzt wurde, erhielt er eine Kontrollsubstanz, die es seinen Oxytocinrezeptoren ermöglichte, normal zu funktionieren.

Nach Abschluss einer Reihe von Nachhilfestunden wurden den Schülern zwei verschiedene Hebel präsentiert, die sie in ihren Käfigen drücken konnten. Durch Drücken eines Hebels war es wahrscheinlicher, dass das Lied abgespielt wurde, das sie hörten, als ihre Oxytocinrezeptoren blockiert waren. Der andere Hebel spielte eher das Lied, das sie hörten, mit normal funktionierendem Oxytocin.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Jungtiere zu Beginn ihrer Entwicklung das Lied bevorzugten, das sie hörten, wenn ihr Oxytocin nicht blockiert war.

Aufbauend auf Erkenntnissen der Vergangenheit

„Wir fanden auch heraus, dass die Entwicklungsmeilensteine ​​der Vögel der gleichen Datenkurve entsprachen wie in unserer vorherigen Forschung, wenn ihr Oxytocin nicht blockiert war“, sagt Maney. „Sie zeigten eine frühe Vorliebe für das Lied eines Lehrers und wechselten dann in der Pubertät dazu, das andere Lied zu bevorzugen.“

Die Vorliebe ließ nach, als sie anfingen, das Lied ihres gewählten Lehrers zu singen, fügt sie hinzu. Und je stärker die Präferenz war, die sie in der frühen Hörphase für das Lied des gewählten Lehrers zeigten, desto ähnlicher war ihr eigenes Erwachsenenlied dem des gewählten Lehrers.

Die Forscher stellten auch Verhaltensunterschiede in der Art und Weise fest, wie Schüler und Lehrer interagierten. Bei normal funktionierendem Oxytocin pickte ein Schüler häufiger an die dem Tutor zugewandte Wand seines Käfigs und putzte sich häufiger auf eine Art und Weise, die bekanntermaßen bei den Vögeln mit konzentriertem Zuhören verbunden ist, als wenn sein Oxytocin blockiert war.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Oxytocin-System schon sehr früh in seinem Leben daran beteiligt ist, wie ein Tier entscheidet, worauf es seine Aufmerksamkeit richtet“, sagt Pilgeram.

Zu den Co-Autoren der Studie gehören Carlos Rodríguez-Saltos, der seinen Doktortitel bei Emory erhielt und jetzt an der Illinois State University ist; Postdoktorandin Nicole Baran; Forschungstechniker Matthew Davis und Erik Iverson; und die Emory-Studenten Sumin Lee, Emily Kim und Aditya Bhise.