Genetisch maßgeschneiderten Unterricht verbessert songbird lernen: die Ergebnisse untermauern die Argumente für die ‚personalisierte‘ Bildung ‚ in den Klassenzimmern, sagen Forscher

Einige der jüngsten Forschung schlägt vor, dass die schulische Leistung kann vorhergesagt werden basierend auf den unterschieden in unseren Genen. Aber bedeutet das eigentlich, dass die Gene festlegen, eine individuelle Akademische Potenzial? Oder sind diese Erkenntnisse nur widerspiegeln, wie standardisierte Bildungssysteme belohnen bestimmte angeborene lernen, Stile und Fähigkeiten auf Kosten anderer?

Eine neue UC-San-Francisco-Studie, die im Singvögel unterstützt die zweite interpretation, die zeigen, dass das, was auf den ersten zu sein scheinen genetische Einschränkungen auf Vögeln‘ song lernen Fähigkeiten könnten dadurch weitgehend vermieden werden durch Anpassung Unterricht besser an die Vögel die angeborene Prädispositionen.

Bildung Forscher haben lange plädierte für Schneiderei-Unterricht auf die spezifischen Lernstile von verschiedenen Studenten. Jedoch, sorgfältig kontrollierten Studien, die zeigen die Vorteile dieses Ansatzes sind nicht schlüssig.

„Schmelztiegel der Einflüsse von Genen und Erfahrung auf den Bildungserfolg des Menschen ist sehr herausfordernd“, sagte Michael Brainard, PhD, professor für Physiologie und Psychiatrie und Howard Hughes Medical Institute investigator in der UCSF-Mitte für Integrative Neurowissenschaften. „Der Vorteil der Untersuchung dieser Art von lernen, bei Singvögeln ist, dass in unseren Experimenten können wir gezielt Steuern, sowohl den genetischen hintergrund der einzelnen Tiere und der Anweisung, Sie zu empfangen.“

Männlichen bengalischen Finken singen lernen schon früh im Leben durch die Nachahmung Ihrer Väter‘ songs. Dies führt zu einzigartigen Familie Varianten der Spezies‘ Lied überliefert generation-zu-generation von Vätern an Söhne. Zum Beispiel, einige Vogel-Familien neigen dazu, langsamer zu sein als der Durchschnitt „altgedienten“ Crooner, während andere lieber unbeschwertere up-tempo-Melodien. Brainard und andere Forscher haben lange studiert diese scheinbare „kulturelle lernen“ als ein Modell dafür, wie menschliche Kinder Sprache lernen, und andere komplexe Verhaltensweisen von Ihren Eltern.

Wenn David Mets, PhD, trat Brainard ‚ s lab nach der Promotion in Genetik, er wollte mal eine andere Art von Frage: Wie genetische Prädispositionen und frühe Lebenserfahrungen zu kombinieren, um ein individuelles Verhalten?

In einem Jahr 2018 Studie, Mets und Brainard hatte gezeigt, dass die Unterschiede in der song-tempo zwischen den bengalischen finch Nester ist zumindest teilweise genetisch bedingt: junge Vögel neigen dazu, zu singen dasselbe tempo haben wie Ihre Väter, auch wenn Sie noch nie gehört haben, Ihre Väter “ – Liedes. In Ihrer neuen Studie, veröffentlicht September 10, 2019 in eLife, Brainard und Mets drehte sich um die Frage der Lernfähigkeit. Sie beobachteten, dass einige junge Vögel einfach abholen das Lied eines Erwachsenen „tutor“, während andere kämpfen, um mit der Struktur der songs, die Sie hören. Wurden diese offensichtlichen Unterschiede in der Lernfähigkeit auch genetische, oder war es etwas subtiler vorgeht?

„Wenn wir herausgefunden haben, dass es genetisch festgelegt Verzerrungen im song-tempo, die sich über Familien und sind vererbbar, interessierten wir uns für die Idee, dass, wenn wir verstehen könnten, diese Vorurteile, die wir vielleicht in der Lage zu nutzen, Sie zur Beeinflussung von Lernergebnissen,“ Mets sagte.

Um diese Frage zu beantworten, die Forscher ausgesetzt, die Jungen Vögel, die noch nie gehört hatte, Ihre father ’s song, um ein computergestütztes tutoring-Programm, das spielte eine synthetische, experimentell kontrollierbare version der Spezies‘ typischer song.

Die Forscher mussten zunächst das EDV-Nachhilfe-Programm präsentieren sich die Vögel mit einem „one-size-fits-all“ tutor Lied, welches die durchschnittlichen song-Struktur und tempo finden in der Brainard lab finch Kolonie. Sie fanden heraus, dass nur die Vögel aus den Familien, die schon lange bevorzugt zu singen an diesem Durchschnitt, zwischen-tempo waren in der Lage zu lernen, diese „standardisierten“ song effektiv, während Vögel mit einer Familiengeschichte von singen schnelleren oder langsameren songs waren nicht in der Lage, um ihn abzuholen, genau.

Im Gegensatz, wenn die Forscher präsentierten die Vögel, synthetisiert tutor song zugeschnitten auf Ihren genetischen hintergrund-langsamer-tempo songs, die für die Vögel von slow-singen, Nester, mittleren tempo, die für die Vögel von Mittel-singen, Nester und höheres tempo für Vögel aus schnell-singen, Nester — alle Vögel erwies sich in der Lage genau zu lernen das Lied.

Auffallend, Vögel aus slow-song, den Familien, die vollzogen hatte das Schlimmste bei Abholung der Struktur der Kolonie Durchschnitts-tempo-song, Tat ebenso gut wie der Durchschnitt-tempo Vögel — und besser als schnell-tempo-Vögel-wenn die Gruppen vorgestellt wurden, mit songs, die Sie abgestimmt auf Ihre Familiengeschichte.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass viel von dem, was anfangs schien wie genetisch bedingt Unterschiede in der Lernfähigkeit waren eigentlich erklärt sich durch Diskrepanzen zwischen den Vögeln “ genetischen Prädispositionen und Ihre frühen Erfahrungen im Leben: Vögel, die zu sein schien schlimmer Lernenden, wenn Sie wurden jeweils mit der durchschnittlichen song der Kolonie erwies sich vollständig in der Lage, das lernen gut, wenn präsentiert, mit einem Reiz, zugeschnitten auf Ihre familiären hintergrund.

„In dieser Studie konnten wir zeigen, wie wichtig die passende Anleitung, um Genetik mit der einfachen Lieder der Vögel,“ Mets sagte. „Wir denken, dass ähnliche Interaktionen zwischen genetischen Prädispositionen und frühe Erfahrung des Lebens sind wahrscheinlich ebenso wichtig für komplexe menschliche Verhaltensweisen.“

Brainard, auch ein Mitglied der UCSF-Weill-Institut für Neurowissenschaften und das Kavli Institute for Fundamental Neuroscience, Hinzugefügt, „Fast alle sind sich einig, dass komplexe Eigenschaften wie Lernfähigkeit geprägt sind, sowohl die Gene als auch Erfahrungen, aber das, was nicht sehr geschätzt wird, dass die Natur und pflegen und nicht einfach unabhängig-Sie interagieren. Wir sehen dies in unserer Singvögel, wo es das richtige Spiel zwischen angeborenen Prädispositionen und frühe Lebenserfahrung bestimmt, dass die Lernergebnisse. Das Verständnis der Auswirkungen dieser gen-Erfahrung-Interaktionen ist entscheidend für die Fehlinterpretation der menschlichen genetischen Studien.“

Mets und Brainard verfolgt, die spezifischen genetischen Varianten, die Fahrt Unterschiede in finch Familien‘ Prädisposition zu lernen, schneller oder langsamer songs, die als Teil der lab übergeordnetes Ziel zu verstehen, wie Gene und Erfahrung prägen gemeinsam die schaltkreise im Gehirn zugrunde liegenden komplexen Verhaltensweisen, die letztlich zugrunde liegen, ein Tier seine Individualität.

Autoren: Mets und Brainard sind die einzigen Autoren, und co-entsprechende Autoren auf der Studie.