Czy śpiew ptaków i ludzka mowa mają wspólne korzenie biologiczne?

Czy ptaki śpiewające i ludzie mają powszechne, biologiczne połączenia, które kształtują to, w jaki sposób produkują i odbierają dźwięki?

Od pewnego czasu naukowców studiujących śpiew ptaków intryguje możliwość, iż ludzka mowa i muzyka mogą być zakorzenione w procesach biologicznych współdzielonych między różnymi zwierzętami. Teraz, badanie przeprowadzone przez biologów z McGill University dostarcza nowych dowodów wspierających ten pomysł.

W serii eksperymentów, badacze odkryli, że młode zeberki timorskie (gatunek ptaków często wykorzystywanych do badania ptasiego śpiewu) są wewnętrznie uwarunkowane do uczenia się produkowania szczególnych rodzajów wzorców dźwięków niż innych. Dodatkowo, te wzorce dźwięków przypominały wzorce często obserwowane w językach ludzkich i w muzyce – mówi Jon Sakata, adiunkt biologii w McGill University i starszy autor badania opublikowanego online w Current Biology 22 listopada.

Na barkach Chomskiego

Pomysł eksperymentu wyszedł ze współczesnej hipotezy na temat języka ludzkiego i muzyki. Językoznawcy od dawna wiedzą, że języki świata współdzielą ze sobą wiele powszechnych cech, nazwanych uniwersaliami. Te cechy obejmują strukturę syntaktyczną języka (np. kolejność wyrazów), jak również drobniejsze wzorce akustyczne mowy, takie jak tempo, wysokość i akcentowanie. Niektórzy teoretycy, w tym Noam Chomsky, postulują, że te wzorce odzwierciedlają gramatykę uniwersalną zbudowaną na wrodzonym mechanizmie mózgowym, który promuje i faworyzuje uczenie języka. Badacze kontynuują debatę na temat stopnia wrodzonych mechanizmów mózgowych, po części ze względu na potencjał propagacji kulturowej do uwzględnienia uniwersaliów.

W tym samym czasie, rozległe pomiary śpiewów zeberki timorskiej udokumentowały rozmaitość wzorców akustycznych odnalezionych uniwersalnie między populacjami. Jako że natura tych uniwersaliów niesie podobieństwo do tych u ludzi i skoro ptaki śpiewające uczą się wokalizacji w bardzo podobny sposób, w jaki ludzie nabywają mowę i język, jesteśmy zmotywowani do przetestowania biologicznych predyspozycji w uczeniu wokalnym u ptaków śpiewających – mówi Logan James, doktorant pracujący w laboratorium Jona Sakata i współautor nowego badania.

Pełen bukiet śpiewów ptaków

W celu wyizolowania biologicznych predyspozycji, James i Sakata indywidualnie szkolili młode zeberki timorskie piosenkami zawierającymi pięć elementów akustycznych w każdej możliwej sekwencji. Ptaki były wystawione na każde przestawienie sentencji w równej proporcji i w losowej kolejności. Każda zeberka miała również samodzielnie wybrać, którą sekwencję ma później wytworzyć.

Na koniec okazało się, że wzorce wybrane przez ptaki dorastające w laboratorium były bardzo podobne do tych zaobserwowanych w naturalnej populacji ptaków. Na przykład, tak jak dzikie zeberki timorskie, ptaki szkolone losowymi sekwencjami często wykonywały distance call – długą, niską wokalizację – na koniec swoich śpiewów.

Inne dźwięki znacznie częściej występowały na początku lub w środku śpiewu. Na przykład, krótkie i wysokie  wokalizacje były częściej wytwarzane w środku piosenki niż na początku lub na końcu. Pasuje to do wzorców zaobserwowanych między odmiennymi językami i w muzyce, gdzie dźwięki na koniec wyrażeń mają tendencję do bycia dłuższymi i niższymi w wysokości niż dźwięki w środku.

Przyszła droga badawcza

Te odkrycia mają ważny udział w naszym rozumieniu ludzkiej mowy i muzyki – mówi Caroline Palmer, profesor psychologii w McGill, który nie był zaangażowany w badanie. Badanie, w którym kontrolujemy środowisko uczenia się ptaków w sposób, którego nie można byłoby zrealizować z małymi dziećmi, sugeruje, że samo uczenie statystyczne – stopień, w którym ktoś jest wystawiony na szczególny wzór akustyczny – nie może wiązać się z preferencją śpiewu (lub mowy).  Inne reguły, takie jak gramatyka uniwersalna i organizacja percepcyjna, są bardziej przypisywane temu, dlaczego ludzkie dzieci tak jak młode ptaki są predysponowane do preferowania pewnych schematów słuchowych.

Sakata, który jest też członkiem Centre for Research on Brain, Language and Music (CRBLM), mówi, że to badanie otwiera wiele dróg dla przyszłej pracy jego zespołu w badaniach na temat mowy, języka i muzyki. W najbliższej przyszłości chcemy odkryć, jak mechanizmy przetwarzania słuchowego w mózgu, tak jak aspekty uczenia motorycznego i kontroli, wiążą się z tymi uwarunkowaniami uczenia się.

Denise Klein, dyrektor CRBLM i neuronaukowiec w Montreal Neurological Institute, mówi, że praca Jamesa i Sakaty dostarcza wglądu na uniwersalia komunikacji wokalnej, pomagając nam zwiększyć nasze zrozumienie neurobiologicznych podstaw mowy i muzyki.

Wideo w języku angielskim.

Tłumaczenie: Damian Adamowicz
Źródło tekstu i obrazu: Christopher Chipello / Raina Fan – McGill University https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/do-birdsong-and-human-speech-share-biological-roots-282972
Oryginalne badanie: „Learning Biases Underlie ‘Universals’ in Avian Vocal Sequencing,” Logan S. James and Jon T. Sakata, Current Biology, published online Nov. 22, 2017. DOI: 10.1016/j.cub.2017.10.019