Nghiên cứu do Emory University và New College of Florida dẫn đầu, xuất bản trên tạp chí Science, tìm khác biệt não có thể giải thích vì sao một số loài pinniped có thể điều khiển giọng và bắt chước âm thanh, trong khi chó hoang thì không. Nhóm sử dụng phương pháp diffusion MRI (chụp cộng hưởng từ khuếch tán) trên não đã qua đời, phương pháp do Karla Miller tại University of Oxford phát triển. Gregory Berns và Peter Cook áp dụng kỹ thuật này để lập bản đồ 15 vùng não liên quan tới kiểm soát thanh âm.
Các mẫu gồm nhiều cá thể của mỗi loài và được thu từ động vật hoang dã chết tự nhiên tại các trung tâm phục hồi hoặc từ động vật bị gây mê để tiêu hủy; coyotes cũng gồm mẫu từ những con bị euthanized tại cơ sở của United States Department of Agriculture ở Utah. Nhóm báo cáo một khác biệt rõ rệt về mạng dây thần kinh: ở coyotes, mid-brain (vùng giữa não) liên hệ với các tế bào thân não điều khiển cơ thanh âm; trong khi ở pinniped, vỏ vận động thanh âm có đường dẫn trực tiếp tới thân não, bỏ qua mid-brain.
- Four California sea lions
- Four harbor seals
- Three northern elephant seals
- Four coyotes
Đường dẫn trực tiếp này có thể cho phép kiểm soát ý thức lên thanh quản và tạo điều kiện cho học thanh âm. Dữ liệu cũng cho thấy kết nối tai-thanh mạnh ở elephant seal và harbor seal, và harbour seal có liên kết đồi thị–vỏ vận động rất mạnh, kiểu kết nối từng thấy ở vẹt và người và có thể liên quan tới khả năng bắt chước. Những ví dụ nổi tiếng gồm Hoover, một con harbor seal bắt chước giọng Boston, và các thí nghiệm đào tạo gray seal bắt chước giai điệu con người.
Nhóm tác giả đề xuất rằng đường dẫn bỏ qua mid-brain tiến hóa khi pinniped phát triển khả năng kiểm soát hơi thở và nuốt chính xác dưới nước: sea lions thường ở dưới nước trung bình 10–20 phút, trong khi một số loài seal có thể lặn tới hai giờ. Cook nói: “Chúng tôi đã khám phá ra một công thức sinh thái cho việc một động vật có vú có thể tiến hóa bộ não linh hoạt về thanh âm.” Berns thêm rằng so sánh nhiều loài hơn có thể giúp xây dựng cây tiến hóa cho ngôn ngữ, và nhóm dự định nghiên cứu tương tự ở cá voi, cá heo và porpoise.
Từ khó
- khuếch tán — sự lan truyền chất hoặc tín hiệu trong môi trường
- thân não — phần não ở phía dưới nối với tủy sống
- vỏ vận động thanh âm — vùng vỏ não điều khiển cơ tạo âm thanh
- đường dẫn trực tiếp — kết nối thần kinh không qua trung gian
- liên kết — sự kết nối giữa hai phần hoặc vùng
- tiến hóa — thay đổi dần theo thời gian trong loài
- bắt chước — học và làm giống âm hoặc hành vi khác
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Bạn nghĩ đường dẫn trực tiếp từ vỏ vận động tới thân não giúp pinniped học bắt chước âm thanh như thế nào? Nêu lý do hoặc ví dụ.
- Nguồn mẫu nghiên cứu (động vật chết tự nhiên hoặc bị gây mê để tiêu hủy) có thể ảnh hưởng gì tới kết quả và cách diễn giải dữ liệu?
- Việc nghiên cứu thêm các loài như cá voi và cá heo có thể cung cấp thêm thông tin gì về nguồn gốc khả năng ngôn ngữ ở động vật?
Bài viết liên quan
Chuột chù thu nhỏ não và cơ quan để sống qua mùa đông
Hai nghiên cứu mới giải thích hiện tượng Dehnel ở chuột chù Sorex araneus: chúng thu nhỏ não và các cơ quan vào mùa đông để tiết kiệm năng lượng, rồi phục hồi vào mùa xuân. Nghiên cứu kết hợp giải trình tự bộ gen và dữ liệu biểu hiện gen.