Une nouvelle étude explique comment le cerveau d'une perruche l'aide à imiter les mots humains.
En enregistrant pour la première fois l'activité cérébrale des perruches comme ils ont fait des sons, une équipe de recherche à la NYU Grossman School of Medicine a constaté que leurs cerveaux génèrent des modèles vus avant seulement chez l'homme comme ils parlent.
Publié en ligne le 19 mars dans la revue NatureL'étude a cartographié l'activité d'un groupe de cellules nerveuses dans le cerveau de l'oiseau appelé le noyau central de l'arcopallium antérieur (AAC), qui est connu pour influencer fortement les muscles de son organe vocal. Différents groupes de cellules AAC se sont révélés produire des sons apparentés aux consonnes et aux voyelles.
Lorsque les perruches chantent, certaines cellules deviennent actives à des hauteurs spécifiques, comme appuyer sur les clés d'un piano, avec le nouveau modèle ressemblant à l'organisation derrière la parole humaine. Sur la base de leurs résultats, les chercheurs suggèrent que les humains et les perruches – contrairement à tout autre animal étudié jusqu'à présent – partagent un lien similaire entre l'activité cérébrale supérieure et la production sonore.
Un moyen important de développer de nouveaux traitements pour les troubles de la parole est de trouver des modèles animaux qui peuvent offrir de nouvelles informations sur les processus cérébraux liés à la parole. Les processus cérébraux découverts dans les perruches peuvent aider à expliquer les mécanismes derrière les troubles de la communication affectant des millions d'Américains. «
Michael Long, PhD, auteur de l'étude principale, Le professeur de Thomas et Suzanne Murphy au Département des neurosciences et des professeurs de l'Institut de neurosciences translationnelles, à NYU Langone Health
Il s'agit notamment de l'apraxie (troubles de planification des mouvements vocaux) et de l'aphasie (difficulté à produire un langage), qui peut résulter d'un traumatisme causé par un AVC.
Mystère des humains et des perruches
La langue parlée « incroyablement flexible » est produite par des modèles délicats dans le cerveau humain, disent les chercheurs. Pour déterminer si les modèles sont uniques aux humains, l'équipe de recherche a effectué les premiers enregistrements cérébraux dans AAC de la Budgerigar, un type de petit perroquet qui peut imiter des centaines de mots humains.
Une partie des résultats de l'étude était axée sur le contraste entre le cerveau du Budgegar et celui du pinson zébré, une espèce d'oiseaux chanteurs connue pour produire des vocalisations complexes. Bien que les deux espèces puissent imiter des sons en utilisant des régions cérébrales dédiées ainsi que des organes vocaux spécialisés, seuls les perroquets peuvent produire des mots humains.
Le pinson zèbre nécessite plus de 100 000 essais pratiques pour apprendre une chanson rigide, avec des expériences confirmant que son cerveau établit un schéma d'activité fixe à travers un processus minutieux d'essais et d'erreurs. En revanche, les perruches – comme les humains – peuvent rapidement adapter leur comportement vocal. En utilisant leur «clavier vocal» interne, ils apprennent à réutiliser de manière flexible et à recombiner de manière créative pour obtenir différents sons, a révélé l'étude.
À l'avenir, l'équipe de recherche prévoit d'étudier les fonctions du cerveau supérieur qui décident « quelles clés de piano sont pressées » via des signaux entrants à l'AAC. La découverte de ces processus peut faire la lumière sur des capacités cognitives plus élevées chez l'homme ainsi que sur des stratégies qui enrichissent les modèles d'intelligence artificielle derrière les chatbots (modèles de langue grande).
« Nos résultats confirment que les neurones AAC représentent systématiquement la hauteur vocale et exercent un contrôle précis sur celui-ci, ce système montrant des points communs sans précédent avec l'activité cérébrale humaine », a déclaré l'auteur principal Zetian Yang, un érudit postdoctoral dans le laboratoire de Dr. Long. « Ce travail établit donc cette perruche comme un nouveau modèle critique pour étudier le contrôle des moteurs de la parole. »
Cette recherche a été soutenue par le financement de la collaboration de Simons sur le cerveau mondial.
