پرندگان چگونه آواز خواندن را یاد می‌گیرند ؟

ساموئل سابر که یک بیولوژیست از دانشگاه «اموری» آتلانتا است، می‌گوید تیم تحقیقاتی آنها توانسته برای نخستین بار مدل ریاضی آواهای شنیداری پرندگان را تهیه کند. در این تحقیق آنها از یک سنسور بخصوص برای ثبت آواها استفاده کرده‌اند.

دانشمندان بر این باورند که با استفاده از مدل ریاضی مذکور می‌توان توانایی یادگیری پرندگان را بهتر مورد بررسی قرار داد. پروفسور سابر می‌گوید که تیم تحقیقاتی وی اکنون امید دارد که بتواند الگوی ریاضی یادگیری در مورد سایر گونه‌های جانوری و حتی انسان را از این طریق کشف کند. نتیجه این پژوهش حاکی از آن است که پرندگان بالغ اشتباه‌های جزئی را خیلی سریع‌تر از اشتباه‌های بزرگ اصلاح می‌کنند.

شباهت نحوه یادگیری پرندگان و انسان‌ها

پروفسور سابر و همکارانش برای انجام آزمایش‌های خود از فنچ‌های بنگالی به عنوان الگوی تحقیقاتی استفاده کرده‌اند. هدف آنها این بوده که مکانیسم‌های مغزی را در یادگیری و اصلاح آواهای شنیداری مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. لازم به ذکر است که جوجه‌های پرندگان نیز همچون نوزادان انسان با گوش دادن به صدای بزرگ‌ترها یاد می‌گیرند که آواها را چگونه ادا کنند. جوجه‌های فنچ بنگالی تنها چند روز پس از آن‌که از تخم خارج شدند، شروع به تقلید صدای والدین خود می‌کنند. سابر می‌گوید که آواز جوجه‌ها ابتدا خیلی متفاوت و از جهاتی هم بی‌نظم است. این نوع آوازخوانی اساسا شبیه صدای کودکان در زمانی است که می‌خواهند نحوه تلفظ کلمات را یاد بگیرند، اما فنچ‌های جوان همچنان تمرین را ادامه می‌دهند، به صدای خودشان گوش می‌دهند و سعی می‌کنند اشتباهاتی را که وجود دارد، اصلاح کنند.

در نهایت آنها با تمرین مداوم این توانایی را به دست می‌آورند که شبیه بزرگ‌ترها آواز بخوانند. پرندگان جوان درست مانند انسان‌ها اشتباه‌های عدیده‌ای انجام می‌دهند. هم پرندگان و هم انسان‌ها هرچه بزرگ‌تر می‌شوند، خطاهایشان کمتر می‌شود. یک تئوری وجود دارد مبنی بر آن‌که مغزهای بالغ بیشتر تمایل دارند اشتباه‌های بزرگ را از نظر دور نگه دارند و در عین حال عمده توجه خودشان را معطوف به اشتباه‌های کوچک‌تر ‌کنند. برای اصلاح هر اشتباهی، مغز مجبور است بر اطلاعات دریافتی از حواسی مثل شنیدن و دیدن تکیه کند. مشکل اینجاست که در برخی اوقات حواس، چندان قابل اعتماد نیستند. به عنوان مثال اگر صدایی در محیط باشد، مغز ممکن است به هر دلیل آن را چندان حائز اهمیت تلقی نکند، در حالی که می‌تواند یک اشتباه محض باشد. ارتباط میان تغییرپذیری و یادگیری در عمل تشریح می‌کند چرا جوان‌ترها بیشتر تمایل به یادگیری دارند، در حالی که بزرگ‌ترها بندرت راضی به تغییر می‌شوند.

تجزیه و تحلیل مغز

یک خواننده اپرا و یک پرنده آوازخوان همیشه صداهایشان دستخوش تغییر می‌شود. مغز زمانی که نت‌های زیر و بم اشتباه را دریافت می‌کند از یک استراتژی خیلی ساده و منحصربه‌فرد استفاده می‌کند و آن ارزیابی صدا است. منظور از ارزیابی این است که مغز تجزیه و تحلیل می‌کند که آیا صدای اشتباه تنها ناشی از مشکل در خواندن سیگنال است یا این‌که یک اشتباه محض است. محققان درصدد برآمدند میان بزرگی اشتباه‌های صوتی و احتمال اصلاح آن توسط مغز ارتباطی برقرار کنند. به همین منظور آنها صدای فنچ‌های بنگالی را ضبط و سپس تغییراتی در آنها اعمال کردند. آنها با پخش این صدا برای پرنده این ذهنیت را به وی القاء کردند که آواها را اشتباه ادا کرده و فنچ‌ها پس از شنیدن نت‌های اشتباه در آوازهای بعدی خیلی سریع نت‌های اشتباه را تصحیح کردند. هر چه محققان دامنه اشتباه‌ها را بیشتر و ملموس‌تر کردند، توانایی یادگیری و اصلاح نیز در پرندگان کمتر شد تا این‌که در نهایت با پخش یکسری نت‌های زیر و بم کاملا اشتباه توانایی یادگیری در فنچ‌ها به طور کلی مختل شد. محققان پس از این آزمایش‌ها توانستند یک الگوی آماری از تاثیر اشتباه‌های صوتی بر میزان یادگیری پرندگان تهیه کنند.

تیم تحقیقاتی مزبور امیدوار است با استفاده از این چارچوب ریاضی بتواند شیوه‌های گفتاردرمانی انسان‌ها را نیز تا حد امکان بهبود بخشد. اگر نحوه یادگیری مغز شبیه‌سازی شود، می‌توان اشتباه‌ها را اصلاح و یادگیری را برای افراد گوناگون تسهیل کرد.

sciencedaily / مترجم: فرناز حیدری