Come gli uccelli canori imparano una nuova canzone

Gli uccelli canori sono minimalisti quando si tratta di imparare una nuova canzone, come ha dimostrato un team internazionale di ricercatori. Il metodo di apprendimento degli uccelli è simile a una strategia utilizzata dagli informatici per confrontare le lingue.

Il fringuello zebrato
Il fringuello zebrato è la specie di uccello più studiata nella ricerca sugli uccelli canori. (Immagine: Colourbox)

Proprio come l'apprendimento del linguaggio per i bambini piccoli, anche per gli uccelli canori imparare una nuova canzone è una sfida. I fringuelli zebrati procedono passo dopo passo e a volte fanno una deviazione: cambiano le sillabe del canto già conosciute e le adattano alle nuove sillabe da imparare. Durante questa fase di apprendimento, la sequenza delle sillabe spesso si confonde. Nella fase di apprendimento successiva, gli uccelli inseriscono le sillabe appena apprese nell'ordine corretto. ? quanto riportano i ricercatori del gruppo di Richard Hahnloser, professore presso l'Istituto di Neuroinformatica dell'ETH e dell'Università di Zurigo, insieme ai colleghi della City University of New York e della New York University, nell'ultimo numero della rivista scientifica pagina esternaComunicazioni sulla natura.

"I fringuelli zebrati hanno sviluppato una strategia per suddividere un compito complesso come l'apprendimento di una nuova canzone in sottocompiti più gestibili", spiega Hahnloser. "Questo permette loro di espandere il proprio repertorio con il minimo sforzo".

Gli scienziati hanno acquisito queste conoscenze grazie a un esperimento condotto con giovani uccelli di un mese di età all'inizio dell'esperimento. I ricercatori hanno fatto ascoltare regolarmente una canzone agli uccelli, che hanno imparato. Dopo un mese, i ricercatori hanno cambiato la canzone e gli uccelli hanno cercato di adattarla a quella nuova. "In natura, gli uccelli adattano istintivamente il loro canto a quello dei conspecifici adulti", spiega Hahnloser. I ricercatori hanno registrato ogni canto degli uccelli 24 ore su 24 e li hanno analizzati sillaba per sillaba al computer.

Esempi audio

Le lettere stanno per sillabe diverse (a una certa altezza), + e - per un cambiamento di un semitono in su o in giù, ++ per un tono intero in su.

L'uccello che canta la canzone ScaricaABC (MP3, 95 KB) nel compito di padroneggiare la canzone ScaricaAC++B (MP3, 42 KB) per imparare. In una prima fase, l'uccello cambia l'intonazione della sillaba C e canta ScaricaABC++ (MP3, 76 KB). Solo in una seconda fase l'uccello mette le sillabe nell'ordine corretto ScaricaAC++B (MP3, 46 KB).

Uccello che impara per primo il canto ScaricaABCB+ (MP3, 38 KB) ha imparato a cantare una seconda canzone durante il difficile compito di ScaricaAB++CB- (MP3, 40 KB) per imparare a cantare. Per farlo, deve cantare la sillaba B una volta un tono intero più alto e una volta un tono intero più basso. Durante l'apprendimento, l'uccello prende una deviazione dal canto Chi siamo ScaricaAB-CB++ (MP3, 52 KB). Ciò significa che prima cambia le sillabe di un semitono (due piccoli cambiamenti). In questo compito, nessuno degli uccelli osservati è riuscito a rimettere le sillabe nell'ordine corretto, perché gli uccelli sono cresciuti durante l'esperimento. In età adulta, gli uccelli non cambiano più il loro canto.

Linguistica computazionale con un metodo simile

"? interessante notare che la strategia degli uccelli è molto simile al miglior metodo attuale di linguistica computazionale per confrontare i documenti scritti", spiega Hahnloser. Questi algoritmi confrontano i documenti scritti osservando le parole nel loro contesto, ma indipendentemente dal loro ordine esatto. Confrontando miliardi di testi, questi algoritmi possono determinare la somiglianza tra due parole e assegnare loro un numero. Per esempio, scoprono che le due parole casa e edificio hanno praticamente lo stesso significato.

Questi programmi informatici possono anche trovare il documento più simile a un determinato testo tra milioni di documenti. ? quello il cui vocabolario può essere trasformato nel vocabolario del testo di confronto con il minimo sforzo. "Questa strategia utilizzata oggi dagli informatici è stata appresa dagli uccelli canori durante la loro evoluzione, e probabilmente la utilizzavano milioni di anni fa", afferma Hahnloser.

Ipotesi per studi sull'uomo

Non è certo che i bambini piccoli imparino la loro lingua madre o una lingua straniera in modo simile agli uccelli canori. Tuttavia, ci sono delle somiglianze tra l'acquisizione del linguaggio umano e l'acquisizione del canto da parte degli uccelli, afferma Hahnloser. Dalla ricerca sugli uccelli canori si possono trarre anche interessanti ipotesi sullo sviluppo del linguaggio nei bambini piccoli. Studi precedenti hanno dimostrato, ad esempio, che i giovani uccelli e i neonati si esercitano ampiamente con il raddoppio di ogni singola sillaba (nei bambini, ad esempio: "baba", "dodo"), e continuano a farlo con le sillabe appena apprese anche quando hanno già acquisito la padronanza di elementi vocali e di parole con due sillabe diverse (nei bambini, ad esempio: "auto").

Gli ultimi risultati di ricerca di Hahnloser sugli uccelli canori potrebbero essere utilizzati per ipotizzare che anche i bambini piccoli adottino un approccio minimalista nell'apprendimento di una lingua straniera, ovvero che imparino nuovi suoni (ad esempio le vocali nasali o la R arrotolata in francese) modificando suoni già noti, inizialmente senza prestare attenzione al contesto in cui questi suoni si trovano nella lingua straniera. Tuttavia, non è ancora stato verificato se questo sia effettivamente il caso.

Riferimento alla letteratura

Lipkind D, Zai AT, Hanuschkin A, Marcus GF, Tchernichovski O, Hahnloser RHR: I Songbrids aggirano la complessità computazionale imparando il vocabolario delle canzoni indipendentemente dalla sequenza. Nature Communications, 1 novembre 2017, doi: pagina esterna10.1038/s41467-017-01436-0

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