ژن‌ها در پرندگان آوازخوان سرنخ‌هایی در مورد اختلالات گفتاری انسان ارائه می‌دهند.
مطالعه‌ی جدیدی نشان می‌دهد که چگونه دستکاری ژن FoxP2 می‌تواند پیامدهای مثبتی برای کسانی به دنبال داشته باشد که از اختلالات مربوط به گفتار رنج می‌برند.
براساس تحقیقات جدید منتشر شده در مجله eLife ؛ نگاهی به نحوه‌ی یادگیری آوازخواندن توسط پرندگان آوازخوان، سرنخ‌های امیدوار کننده‌ای در مورد اختلالات گفتاری انسان ارائه می‌دهد و ممکن است منجر به رویکردهای جدید درمان آنها شود.
حدود ۹۰۰۰ گونه از پرندگان وجود دارند که حدود نیمی از آنها پرنده‌های آوازخوان هستند. هنگامی که این پرندگان آواز می‌خوانند، فعالیت یک ژن اصلی به نام FoxP2 کاهش می‌یابد. این ژن در یک منطقه‌ی کلیدی مغز به نام (Area X) قرار گرفته و در کنترل صدا نقش دارد. کاهش در بیان FoxP2 موجب تغییراتی در فعالیت هزاران ژن دیگر می‌شود.
همچنین FoxP2 نقش مهمی در گفتار انسان ایفا می‌کند. استافینی وایت، استاد بیولوژی و فیزیولوژی تلفیقی UCLA و نویسنده‌ی ارشد این مطالعه، معتقد است که FoxP2 و تغییرات آن باعث می‌شود که بتوان از آن به عنوان بخشی از مبانی مولکولی برای یادگیری صوتی استفاده کرد. در هر دو انسان و پرندگان، سلول‌ها این ژن را هم به طریق یک پروتئین با طول کامل و هم پروتئین کوتاه‌تر تولید می‌کنند. نسخه‌ی طولانی آن، ژن‌های دیگر را تنظیم می‌کند؛ اما اینکه مدل کوتاه‌تر آن چه می‌کند، هنوز یک معما است. انسان‌ها با جهش در نسخه‌های طولانی ژن، در گفتار خود مشکل دارند.
برای جلوگیری از این کاهش در منطقه‌ی X، تیم تحقیقاتی وایت، برای قرار دادن یک نسخه از FoxP2 در پرنده‌ی سهره‌ی نر، از روشهای شبیه به ژن درمانی انسان استفاده کردند. پس از انجام این کار، هنگامی که پرندگان آواز خواندند، به جای کاهش در سطح FoxP2، سطح آن همچنان بالا باقی ماند. این عدم وابستگی سطوح FoxP2 از آواز پرندگان باعث کاهش یادگیری ترانه می‌شود.
وایت می‌گوید: “به یک معنا، این ممکن است نسخه‌ی مولکولی “با تمرین کامل می‌شود!” باشد و به همین دلیل برای یادگیری آنها نیاز به تکرار مداوم مهارت‌های حرکتی داریم و صرف اینکه کسی آن را برای ما ادا کند، کافی نیست.”
وایت می‌گوید: “روشهای درمانی کمی برای رفع اختلالات زبانی توسعه یافته‌اند، زیرا دانشمندان تنها اطلاعات اندکی در باره‌ی مبانی مولکولی ارتباطات صوتی دارند”. یافته‌های این مطالعه می‌تواند منجر به ایجاد روشهای درمانی جدیدی برای مشکلات گفتاری در افراد، از جمله کودکان مبتلا به اوتیسم و افرادی با نسخه‌های جهش یافته‌ی FoxP2 شود. وایت به رفتار انسان علاقه‌مند است، اما می‌گوید که مطالعات انسانی در سطح سلولی و سیناپسی دشوار است.
پرندگان آوازخوان در طی یک دوره‌ی حیاتی از طریق تمرینات آزمایش و خطا، آهنگ مناسبی برای ابراز عشق فرا می‌گیرند. این پرندگان، بسیار شبیه به انسان، دارای یک دوره‌ی بحرانی در جوانی هستند، زمانی که آنها در یادگیری مهارت‌های ارتباطات صوتی بهترین هستند. در انسان، این زمانی است که مهارت‌های زبان به راحتی یاد گرفته می‌شوند. پس از پایان این دوره‌ی حیاتی، یادگیری زبان برای مردم دشوارتر می‌شود، و برای بعضی از گونه‌های پرندگان نیز یادگیری آهنگ‌هایشان ، مشکل می‌شود. سهره‌ی نر از حدود ۳۵ تا ۱۰۰ روز پس از جویدن، یاد می‌گیرند آهنگهای عاشقانه‌ی خود را بخوانند.
وایت و همکارانش برای شناسایی اینکه چگونه FoxP2 در سهره‌ها قبل و بعد از پایان این دوره‌ی حیاتی بر روی هزاران ژن دیگر تاثیر می‌گذارد، تحقیقاتی انجام دادند.
همچنین وایت که عضو موسسه‌ی تحقیقات مغز UCLA نیز است می‌گوید: “ما مجموعه‌ای از ژن‌ها را در پرندگان جوان یافتیم که سطح آنها هنگام آواز خواندن تغییر می‌کند و به یادگیری مرتبط هستند. این الگوها در پرندگان مسن‌تر ناپدید می‌شوند. بسیاری از این ژن‌ها برای توسعه‌ی زبان بشر ضروری هستند. ”
محققان دریافتند که اعمال روشهای مشابه ژن درمانی به نسخه‌ی طولانی FoxP2 سبب اختلال در یادگیری شد. شگفت اینکه، اعمال این روش‌ها به نسخه‌ی کوتاه آن منجر به چنین نتیجه‌ای نشد. در عوض، منجر به آهنگی شد که دارای تنوع کمتری بین فواصل آن بود.
وایت می‌گوید:”ما شبکه‌هایی از ژن‌های درگیر در یادگیری صوتی دوره‌ی حیاتی را شناسایی کردیم، از جمله ژن‌های مربوط به گفتار انسانی. هدفمند کردن داروها برای این مسیرها می‌تواند منجر به توسعه‌ی داروهای جدیدی برای درمان کمبود‌های ارتباطی در انسان شود.”
