Come imparano gli uccelli

I bambini imparano costantemente cose nuove. Tuttavia, generalizzare ciò che hanno imparato e applicarlo in situazioni sconosciute non è sempre facile per loro, a seconda di come imparano. La situazione è molto simile per gli uccelli canori. Anche loro devono imparare molto nei primi mesi di vita, come il canto caratteristico dei loro conspecifici. E come gli esseri umani, anche gli uccelli utilizzano diversi metodi di apprendimento. Gli scienziati guidati da Richard Hahnloser, professore dell'ETH di Zurigo e dell'Università di Zurigo, hanno ora studiato come questi influenzino la capacità di generalizzazione dei fringuelli zebrati.

Con degli esperimenti (vedi riquadro), i ricercatori sono riusciti a dimostrare che i fringuelli zebrati possono imparare osservando un conspecifico. Attraverso tentativi, errori e feedback, gli uccelli dovevano imparare a distinguere tra due classi di varianti di canto in base alla loro lunghezza. Senza una preparazione particolare, gli uccelli hanno imparato il compito in media dopo 4700 ripetizioni. Tuttavia, se i fringuelli hanno potuto osservare prima i conspecifici che apprendevano questo compito, hanno avuto bisogno di sole 900 ripetizioni. Poiché, per motivi statistici, in questo set-up sperimentale sono necessarie 800 ripetizioni per valutare l'abilità degli animali, ciò significa che gli uccelli osservati in precedenza padroneggiavano il compito praticamente fin dall'inizio.

Generalizzare meglio

I ricercatori hanno poi testato la capacità degli uccelli di risolvere un secondo compito simile. I fringuelli zebrati dovevano distinguere un'altra serie di varianti di canto in base alla loro lunghezza. È emerso che gli uccelli che avevano appreso il primo compito fin dall'inizio attraverso tentativi, errori e feedback erano in grado di eseguire il secondo compito praticamente da subito, dopo una media di 800 prove. I conspecifici che hanno appreso il primo compito principalmente attraverso l'osservazione, invece, hanno avuto bisogno di una media di 3600 prove per il secondo compito.

"Nei fringuelli zebrati, l'apprendimento per tentativi ed errori è quindi il metodo di apprendimento più robusto", riassume Hahnloser. "Gli uccelli che hanno appreso un'abilità per tentativi ed errori sono in grado di generalizzarla e adattarla a nuove situazioni meglio di quelli che l'hanno appresa attraverso l'osservazione".

Entrambi i metodi di apprendimento hanno i loro vantaggi

Gagan Narula, postdoc nel gruppo di Hahnloser e primo autore dello studio, sottolinea i parallelismi con l'apprendimento nei bambini e nei giovani: "L'insegnamento basato sulle attività, in cui i tentativi, gli errori e la sperimentazione sono al centro dell'attenzione, sta diventando sempre più diffuso anche nelle scuole. Anche la matematica della scuola secondaria viene insegnata sempre più spesso con l'aiuto di esperimenti".

"Tuttavia, entrambi i metodi di apprendimento hanno i loro vantaggi", afferma Hahnloser. "L'apprendimento attraverso l'osservazione è più veloce", e sottolinea che entrambi i metodi di apprendimento sono deliberatamente utilizzati nel nostro sistema educativo: L'insegnamento frontale e l'osservazione, da un lato, e gli esperimenti, gli esercizi e i compiti a casa, dall'altro.

Cervello coinvolto in modo diverso

I modelli informatici neuronali hanno aiutato gli scienziati a interpretare i risultati. In base ai calcoli dei modelli, i ricercatori ipotizzano che nel cervello degli uccelli siano coinvolte molte sinapsi delle cellule nervose durante l'osservazione, anche se relativamente deboli. Durante la fase di prova ed errore, invece, sono coinvolte solo poche sinapsi, ma particolarmente forti, il che si traduce in una maggiore capacità di generalizzazione. Hahnloser la mette così: "Quando osservano, gli uccelli memorizzano un gran numero di dettagli del canto, molti dei quali sono irrilevanti per la soluzione del problema di apprendimento. Quando provano, invece, gli uccelli ricordano meno. Si concentrano sulle caratteristiche più evidenti del canto, come la lunghezza".

Resta da verificare se i diversi metodi di apprendimento influenzino in questo modo anche il cervello dei bambini e degli adolescenti. "In passato, la ricerca sui fringuelli zebrati ha ripetutamente fornito importanti indizi e ipotesi per la ricerca sui processi neurobiologici, compreso il modo in cui gli esseri umani imparano il linguaggio", dice Hahnloser. "Le nostre ultime scoperte sui fringuelli portano anche a ipotesi che potrebbero essere adeguatamente studiate negli esseri umani per comprendere meglio i processi di apprendimento".