Burung tempua

Otak burung bersinkronisasi ketika mereka bernyanyi duet

Valentina / CC BY

Ketika seekor burung tempua jantan atau betina memulai bernanyi, pasangannya bergabung pada waktu tertentu. Mereka berduet satu sama lain dengan bernyanyi secara bergantian dengan harmoni. Sebuah tim yang dipimpin oleh para peneliti dari Max Planck Institute for Ornithology di Seewiesen menggunakan mobile transmitters untuk secara bersamaan merekam sinyal saraf dan akustik dari sepasang burung yang bernyanyi duet di habitat alaminya. Mereka menemukan bahwa aktivitas sel saraf di otak burung bernyanyi berubah dan disinkronkan dengan pasangannya ketika pasangan mereka mulai bernyanyi. Otak kedua hewan itu pada dasarnya berfungsi sebagai satu, yang mengarah ke duet sempurna.

Burung tempua (Plocepasser mahali) hidup bersama dalam kelompok kecil di pohon-pohon di Afrika bagian selatan dan timur. Setiap burung memiliki sarang bertengger dengan pintu masuk dan pintu keluar. Pasangan dominan akan memiliki sarang pengembangbiakan yang mudah dikenali dengan fakta bahwa satu bagian tertutup untuk mencegah telur jatuh. Selain pasangan dominan, ada sekitar delapan burung lain dalam kelompok yang membantu membangun sarang dan membesarkan anak-anak. Semua anggota kelompok mempertahankan wilayah mereka dari kelompok lawan melalui duet pasangan dominan dan paduan suara bersama dengan para pembantu.

Burung tempua adalah salah satu dari sedikit spesies burung yang bernyanyi duet. Diasumsikan bahwa beberapa koordinasi kognitif antara individu diperlukan untuk menyinkronkan suku kata dalam duet, namun mekanisme neuronal yang mendasari koordinasi tersebut belum diketahui.

Pemancar miniatur memungkinkan perekaman dalam kondisi alami

“Burung tempua tidak dapat mengembangkan struktur sosialnya yang kompleks di laboratorium. Karena itu kami hanya dapat menyelidiki mekanisme bernyanyi duet di habitat alami burung-burung tersebut ”, jelas Cornelia Voigt, salah satu dari tiga penulis utama penelitian. Karena itu, para peneliti dan teknisi di Max Planck Institute for Ornithology di Seewiesen mengembangkan pemancar mikrofon seluler untuk merekam nyanyian di alam bebas. Beratnya hanya 0,6 g dan melekat pada burung seperti ransel.

Dengan pemancar lain yang baru dikembangkan, dengan berat hanya 1 g, para ilmuwan juga bisa membuat rekaman sinkron dari aktivitas otak pada burung saat mereka bernyanyi di lingkungan alami. Antena yang ditempatkan di dekat pohon burung merekam hingga delapan sinyal ini secara paralel. Dengan bantuan sound card eksternal dan laptop, sinyal nyanyian dan otak secara serempak direkam dengan presisi milidetik.

“Teknologi yang kami kembangkan harus tahan terhadap kondisi ekstrem Savannah Kalahari di Afrika Selatan bagian utara”, ucap Susanne Hoffmann, seorang ilmuwan di Department of Behavioural Neurobiology. “ Alat elektronik untuk merekam sinyal disimpan di dalam mobil. Siang hari, bisa panas sekali sehingga laptop hampir mulai bersinar. Tetapi rekaman semua bekerja dengan baik, bahkan ketika burung-burung dan pemancarnya terjebak hujan lebat ”.

Aktivitas otak burung-burung duet melakukan sinkronisasi

Lisa Trost, juga seorang ilmuwan di departemen tersebut, mengatakan: “Untungnya, prosedur untuk memperbaiki implan pengukuran neuron pada kepala burung tidak butuh waktu lama. Setelah pemulihan total, burung tersebut dengan cepat dikembalikan ke grup dan tidak kehilangan status sosialnya. Semua burung bernyanyi di pohon segera setelah mereka kembali ”. Para peneliti merekam hampir 650 duet. Dalam banyak kasus, jantan mulai dengan lagu dan pasangannya bergabung setelah beberapa suku kata pengantar. Suku kata antara pasangan duet saling mengikuti tanpa penundaan dan dalam koordinasi yang sempurna. Koordinasi itu sangat tepat sehingga analisis hanya menunjukkan penundaan 0,25 detik antara nyanyian pasangan duet.

Nyanyian-nyanyian dikendalikan oleh jaringan inti otak, sistem kontrol vokal. Dalam salah satu nukleus ini, HVC, panggilan burung kepada pasangannya memicu perubahan aktivitas neuronal pada burung yang mulai bernyanyi. Pada gilirannya, mempengaruhi nyanyiannya sendiri. Hasilnya yaitu sinkronisasi tepat dari aktivitas otak kedua burung. “Duet ritmis individu dicapai melalui informasi sensorik yang berasal dari pasangan”, ungkap Manfred Gahr, pemimpin penelitian. Otak para pasangan membentuk jaringan yang berfungsi seperti sirkuit yang diperluas untuk mengatur pola temporal untuk duet. Para peneliti menduga bahwa mekanisme yang sama juga bertanggung jawab untuk mengoordinasikan gerakan selama interaksi sosial pada manusia (mis. Menari dengan pasangan).

“Sampai sekarang, studi semacam ini hanya dilakukan di laboratorium. Mengukur aktivitas sel-sel saraf di lapangan menggunakan pemancar nirkabel jauh lebih tidak membuat stres bagi burung, “ ucap Susanne Hoffmann. “Kami berharap penelitian ini meletakkan dasar untuk pengembangan neuroethology lebih lanjut”.

Jurnal Referensi:

S. Hoffmann, L. Trost, C. Voigt, S. Leitner, A. Lemazina, H. Sagunsky, M. Abels, S. Kollmansperger, A. Ter Maat and M. Gahr (2019). Duets recorded in the wild reveal that interindividually coordinated motor control enables cooperative behavior. Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-019-10593-3)

Tautan ke artikel asli: The brains of birds synchronize when they sing duets / Max Planck Institute for Ornithology, Seewiesen

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan translasi menjadi tanggungjawab kami.