Comment les oiseaux chanteurs apprennent un nouveau chant
Les oiseaux chanteurs sont des minimalistes lorsqu'il s'agit d'apprendre un nouveau chant, a montré une équipe internationale de chercheurs. La méthode d'apprentissage des oiseaux ressemble à une stratégie utilisée par les informaticiens pour comparer les langues.
![Pinson zèbre](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2017/11/wie-singvoegel-einen-neuen-gesang-lernen/_jcr_content/news_content/fullwidthimage/image.imageformat.930.1675159714.jpg)
Tout comme l'apprentissage des langues pour les jeunes enfants, apprendre un nouveau chant est un défi pour les oiseaux chanteurs. Les pinsons zébrés y procèdent pas à pas et acceptent parfois de faire un détour : ils modifient les syllabes de chant déjà connues et les adaptent aux nouvelles syllabes à apprendre. Pendant cette phase d'apprentissage, l'ordre des syllabes est souvent confus. Lors de la phase d'apprentissage suivante, les oiseaux remettent les syllabes nouvellement apprises dans le bon ordre. C'est ce que rapportent des chercheurs du groupe de Richard Hahnloser, professeur à l'Institut de neuroinformatique de l'ETH et de l'Université de Zurich, en collaboration avec des collègues de la City University of New York et de la New York University, dans le dernier numéro de la revue spécialisée. page externeNature Communications.
"Les pinsons zébrés ont développé une stratégie pour diviser une tâche aussi complexe que l'apprentissage d'un nouveau chant en sous-tâches plus faciles à réaliser", explique Hahnloser. "Cela leur permet d'élargir leur répertoire avec un minimum d'efforts".
Les scientifiques ont tiré ces conclusions d'une expérience menée avec de jeunes oiseaux âgés d'un mois au début de l'expérience. Les chercheurs ont régulièrement fait écouter un chant aux oiseaux, qui l'ont ainsi appris. Au bout d'un mois, les chercheurs ont changé le chant et les oiseaux ont essayé d'adapter leur chant au nouveau. "Dans la nature, les oiseaux adaptent instinctivement leur chant à celui de leurs congénères adultes", explique Hahnloser. Les chercheurs ont enregistré 24 heures sur 24 chaque vocalisation des oiseaux et les ont analysées syllabe par syllabe sur ordinateur.
Exemples sonores
Les lettres représentent des syllabes différentes (à une hauteur donnée), + et - représentent un changement d'un demi-ton vers le haut ou vers le bas, ++ d'un ton entier vers le haut.
Oiseau qui chante TéléchargerABC (MP3, 95 KB) maîtrise, dans la tâche d'apprendre le chant TéléchargerAC++B (MP3, 42 KB) d'apprendre à chanter. Dans un premier temps, l'oiseau modifie la hauteur de la syllabe C et chante TéléchargerABC++ (MP3, 76 KB). Ce n'est que dans un deuxième temps que l'oiseau remet les syllabes dans l'ordre. TéléchargerAC++B (MP3, 46 KB).
Un oiseau qui commence par chanter TéléchargerABCB+ (MP3, 38 KB) a appris, lors de la tâche difficile, un deuxième chant TéléchargerAB++CB- (MP3, 40 KB) d'apprendre à chanter. Pour cela, il doit chanter la syllabe B une fois d'un ton entier plus haut et une fois d'un ton entier plus bas. Pour apprendre, l'oiseau fait un détour par le chant. TéléchargerAB-CB++ (MP3, 52 KB). Cela signifie qu'il modifie d'abord les syllabes d'un demi-ton (deux petites modifications). Dans cette tâche, aucun des oiseaux observés n'a réussi à remettre ensuite les syllabes dans le bon ordre, car les oiseaux sont devenus adultes pendant l'expérience. A l'âge adulte, les oiseaux ne modifient plus leur chant.
Linguistique informatique avec une méthode similaire
"Il est intéressant de constater que la stratégie des oiseaux ressemble beaucoup à la meilleure méthode actuelle de linguistique informatique pour comparer des documents écrits", explique Hahnloser. Ces algorithmes comparent les documents écrits en considérant leurs mots dans leur contexte, mais sans tenir compte de leur ordre exact. En comparant des milliards de textes, ces algorithmes peuvent déterminer la similitude entre deux mots et l'évaluer par un chiffre. Ils découvrent ainsi, par exemple, que les deux mots maison et bâtiment ont pratiquement la même signification.
De même, ces programmes informatiques peuvent trouver, parmi des millions de documents, celui qui ressemble le plus à un texte donné. C'est celui dont le vocabulaire peut être modifié avec le moins d'effort possible pour correspondre au vocabulaire du texte de comparaison. "Les oiseaux chanteurs ont appris cette stratégie utilisée aujourd'hui par les informaticiens au cours de leur évolution, et ils l'utilisaient probablement déjà il y a des millions d'années", explique Hahnloser.
Hypothèses pour des études chez l'homme
On ne sait pas si les jeunes enfants procèdent de la même manière que les oiseaux chanteurs lorsqu'ils apprennent leur langue maternelle ou une langue étrangère. Il y a cependant des points communs entre l'acquisition du langage par l'homme et l'acquisition du chant par les oiseaux, dit Hahnloser. De plus, la recherche sur les oiseaux chanteurs a déjà permis de formuler des hypothèses intéressantes sur le développement du langage chez les jeunes enfants. Des études antérieures ont par exemple montré que les jeunes oiseaux et les petits enfants s'entraînent longuement à doubler chaque syllabe (chez les enfants par exemple : "Baba", "Dodo"), et qu'ils continuent à le faire avec les syllabes nouvellement apprises, même s'ils maîtrisent déjà des éléments de chant et des mots avec deux syllabes différentes (chez les enfants par exemple : "Auto").
Les derniers résultats de recherche de Hahnloser sur les oiseaux chanteurs permettraient d'émettre l'hypothèse que les jeunes enfants procèdent eux aussi de manière minimaliste lors de l'apprentissage d'une langue étrangère, qu'ils apprennent de nouveaux sons (par exemple en français les voyelles nasales ou le R roulé) en modifiant des sons connus, tout d'abord sans tenir compte du contexte dans lequel ces sons apparaissent dans la langue étrangère. Il reste toutefois à déterminer si c'est effectivement le cas.
Référence bibliographique
Lipkind D, Zai AT, Hanuschkin A, Marcus GF, Tchernichovski O, Hahnloser RHR : Songbrids work around computational complexity by learning song vocabulary independently of sequence. Nature Communications, 1er novembre 2017, doi : page externe10.1038/s41467-017-01436-0