Wie sich Singvögel selbst zuhören

Forscher aus Zürich haben bei Singvögeln Nervenzellen entdeckt, die den Tieren das Erlernen des Gesangs erleichtern. Die speziellen Neuronen reagieren auf das so genannte auditorische Feedback.

Foto: Eric Isselée /Dreamstime

Junge Zebrafinken lernen ihren Gesang, indem sie die Gesangsvorlage ihres Tutors, meist ihres Vaters, imitieren. Dazu müssen sie ihren eigenen Gesang hören, überwachen und laufend mit der Vorlage vergleichen. Seinen Gesang passt der Jungvogel über das so genannte auditorische Feedback an die akustische Vorlage an, während er gleichzeitig Hintergrundgeräusche erkennt.

Welche Nervenzellen diese Leistung erbringen, war lange Zeit unklar. Richard Hahnloser und Georg Keller vom Institut für Neuroinformatik der Universität Zürich und der ETH Zürich haben diese Zellen jetzt nachweisen können. Wie die Forscher in einer Online-Veröffentlichung bei “Nature” berichten, befinden sich die speziellen Nervenzellen im auditorischen Kortex, der Hörrinde, und nicht wie bisher angenommen in den gesangsspezifischen Hirnarealen, die den Gesang steuern.

Hahnloser und Keller entdeckten im auditorischen Kortex eines Jungvogels Nervenzellen, die dem Gesang effektiv “zuhören” und zwei weitere spezialisierte Zelltypen: “Der eine Typ Neuronen tut lediglich so, als ob er zuhören würde”, sagt Hahnloser; “der andere Typ dagegen scheint nur auf externe Störungen zu warten.” Entdeckt haben dies die beiden Forscher, in dem sie dem Jungvogel ein spezifisches Störgeräusch vorspielten. “Das Störgeräusch führt dazu, dass das, was der Vogel tatsächlich hört, von dem abweicht, was er zu hören erwartet.” Darauf reagierten die beiden Neuronentypen unterschiedlich: Der Neuronentyp, der nur “zuzuhören” scheint, zeigt während des Singens stereotype Aktivitätsmuster und lässt sich von Störgeräuschen nicht beeinflussen. Der zweite Neuronentyp dagegen zeigt wenig Aktivität und reagiert fast ausschliesslich auf die vorgespielten Störgeräusche.

Die Signale der beiden neu entdeckten Neuronentypen könnten zentral für das Erlernen der Vokalisierung sein, vermutet Hahnloser: “Den Unterschied zwischen erwartetem und tatsächlich Gehörtem zu erkennen, bildet die grundlegende Voraussetzung, um singen oder sprechen zu lernen.”

Forschung: Georg B. Keller, Richard H.R. Hahnloser, Institut für Neuroinformatik der Universität Zürich und der ETH Zürich, in Nature, Online-Verööfentlichung vom 12.11.2008, doi: 10.1038/nature07467

WWW:
Abstract in Nature
Institut für Neuroinformatik Zürich

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