NTS 20197544 Hersenactiviteit in zangvogels die leren zingen – en wat dit onthult over menselijke spraakontwikkeling

Kinderen leren praten door het luisteren naar spraak van hun verzorgers, gevolgd
door het nadoen van de geluiden (‘vocalisaties’) en ermee te oefenen.

Deze eigenschap wordt 'vocaal leren' genoemd. Echter, tot wel 7.5% van alle kinderen
heeft problemen met spraakontwikkeling waarvan de oorzaak niet bekend is.
Spraakproblemen maken de leeromgeving en het sociale contact uitdagender, en
hebben daarom een grote impact op het leven van alle betrokkenen. Om mogelijke behandelingen te ontwikkelen, hebben we een beter begrip nodig van de hersenmechanismen van spraakontwikkeling. De fundamentele vraag die in dit
onderzoek wordt beantwoord is hoe de geheugenrepresentatie van spraak werkt
op het niveau van individuele hersencellen en lokale netwerken van hersencellen.

Vanwege de technieken die nodig zijn om op zeer gedetailleerde schaal
hersenactiviteit te kunnen meten, moet onderzoek naar deze mechanismen in een
diermodel worden uitgevoerd.Experimenten zoals de huidige aanvraag zijn dus van cruciaal belang om meer te begrijpen over deze impactrijke ontwikkelingsstoornis. In tegenstelling tot de meeste dieren, die hun vocalisaties kunnen ontwikkelen zonder ooit een soortgenoot of zichzelf te horen, leren zangvogels ook door imitatie van de zang van hun ouders. Daarom wordt er voor dit onderzoek gebruik gemaakt van zebravinken, een zangvogelsoort. Er is al veel bekend over de hersenmechanismen van zanggeheugen en zangleren in zebravinken. Echter, er is niet bekend hoe de cellen in het brein het geheugen van een lied opslaan, en blijven vasthouden tot op hoge leeftijd. Dat gaan wij hier bestuderen door middel van kleine microscoopjes waarmee we hersenactiviteit kunnen meten terwijl de vogel een lied leert, of het eerder geleerde lied opnieuw hoort. Daarnaast gaan we onderzoeken hoe de hersencellen die betrokken zijn bij het zanggeheugen in contact staan met de delen van het brein die belangrijk zijn voor het leren zingen. Hiervoor gebruiken we speciale verfstoffen die hersencellen kleuren, inclusief hun uitlopers.

De kennis die ik met dit onderzoek bij zangvogels vergaar, zal helpen om beter te begrijpen hoe vocaal leren werkt op de schaal van hersencellen, wat we bij mensen niet kunnen doen. Omdat de hersenmechanismen van spraakontwikkeling bij kinderen erg op die van zebravinken lijken, kunnen onze resultaten leiden tot meer begrip over de hersenprocessen bij normale ontwikkeling van spraak bij kinderen. Hier dragen wij aan bij door te communiceren met interdisciplinaire collega's die aan
spraakontwikkeling bij kinderen werken.

In dit onderzoeken wordt gewerkt met zebravinken.