Нейробиолог Эрих Д. Джарвис (Erich D. Jarvis), директор Лаборатории нейрогенетики языка Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, десятилетиями изучает, почему одни виды птиц способны осваивать сложный вокальный репертуар, а другие — нет. Теперь он ставит амбициозный эксперимент: генетически модифицировать животное, чтобы наделить его способностью издавать новые, не свойственные его виду звуки. Как сообщает The New York Times, исследование может пролить свет на происхождение человеческой речи и открыть путь к лечению афазии, заикания и других речевых расстройств.

«Вокальное обучение, как и устная речь, — крайне редкая способность», — поясняет Джарвис. Его лаборатория работает с небольшим числом видов, способных к обучению сложным vocalizациям, — в первую очередь с птицами и мышами. Внедряя модифицированные гены в мозг животных, которые в норме не обучаются вокализациям, учёные надеются «включить» эту способность и понять, какие нейронные механизмы за неё отвечают.

Научная карьера Джарвиса началась под руководством Фернандо Ноттебома (Fernando Nottebohm), который в начале 1980-х годов совершил революцию в нейронауке, открыв, что мозг певчих птиц каждую весну производит новые нейроны. Это опровергло догму о том, что человек рождается с фиксированным набором нервных клеток. В 2002–2005 годах Джарвис возглавлял Консорциум по номенклатуре птичьего мозга (Avian Brain Nomenclature Consortium), переопределивший названия отделов мозга птиц и опровергший стереотип о «птичьем уме» как о чём-то примитивном.

В феврале 2025 года Джарвис и его коллега Роберт Б. Дарнелл (Robert B. Darnell) объявили об открытии аминокислоты в единственном гене, которая могла сыграть ключевую роль в эволюции сложной человеческой речи. «Замена этого гена у мышей изменила то, как они общаются друг с другом, — рассказывает Дарнелл. — Детёныши иначе звали матерей, а самцы, пытавшиеся привлечь самку, меняли свои вокализации».

Мозг млекопитающих и птиц происходит от общего предка, жившего более 320 миллионов лет назад, и с тех пор развивался разными путями. Человеческий мозг часто сравнивают со слоёным пирогом, а птичий — с кексом с цукатами, где структуры гораздо более переплетены. Однако некоторые области, особенно отвечающие за вокальное обучение, удивительно схожи — это явление называется конвергентной эволюцией. «Изучая эту конвергенцию, мы сможем лучше понять человеческий язык через исследование птиц», — утверждает Джарвис.

Лаборатория уже добилась успеха в создании нового нейронного пути, связанного с вокализацией, у мышей. «Мы изменили паттерн экспрессии гена в мозге мыши, чтобы он больше напоминал человеческий и птичий, — говорит Джарвис. — Эти мыши издают гораздо более разнообразные звуки». Мэтт Дэвенпорт (Matt Davenport), постдокторант лаборатории, добавляет: «Это открывает новую границу, где станет возможным проектировать сложные биологические признаки. Это даёт нам новые перспективы в понимании расстройств коммуникации, аутизма и заикания».

Любимый объект исследований — зебровая амадина (алмазный амадин), маленькая птичка с серо-оранжевым оперением, чьи нейронные сети поразительно похожи на человеческие. Лаборатория также изучает диких птиц. Понимание нейронных цепей, отвечающих за вокальное обучение, может иметь серьёзные биомедицинские последствия. «Если мы поймём эти механизмы у птиц, мы сможем научиться восстанавливать повреждённые цепи мозга у людей после инсульта или травмы», — отмечает Джарвис. В перспективе это может привести к созданию новых препаратов для восстановления речи у пациентов, перенёсших инсульт, или к лечению заикания — расстройства, которое, как выяснилось, наблюдается и у некоторых видов птиц.

Помимо этого, Джарвис возглавляет проект «Геном позвоночных» (Vertebrate Genomes Project) — международную инициативу по секвенированию геномов почти 70 000 видов позвоночных, включая создание «Ковчега генома» — базы данных для исследований и сохранения биоразнообразия. Первая фаза, охватывающая 260 видов, близка к завершению. Параллельно идёт проект по секвенированию геномов всех 10 500 видов птиц на планете.