În câteva cuvinte
Un studiu recent a demonstrat că papagalii peruși au neuroni specializați în producerea sunetelor, similari celor din creierul uman, oferind noi perspective asupra mecanismelor vorbirii și a tulburărilor de comunicare. Cercetarea evidențiază similaritățile dintre procesele vocale la păsări și oameni, sugerând posibilitatea utilizării papagalilor peruși ca model pentru studiul vorbirii umane.
Mai multe specii de păsări sunt capabile să imite vorbirea umană
Unele păsări cântătoare, corvide și papagali produc, de asemenea, vocalizări cu care comunică. Dar modul în care reușesc acest lucru și dacă o fac într-un mod similar cu oamenii a fost un mister. Acum, un studiu cu papagali peruși publicat în Nature a început să dezvăluie acest lucru: ei au o serie de neuroni dedicați special activării organului lor vocal. Unii sunt atât de specifici încât sunt responsabili pentru intonarea cântecului sau producerea unor chemări mai mult sau mai puțin acute. Ei fac acest lucru cu o parte diferită a creierului lor, dar, în rest, mecanismul este același ca la oameni.
„Papagalii, precum papagalii peruși australieni care apar în acest studiu, se remarcă prin capacitatea lor vocală incredibilă. Ei pot imita diverse sunete din mediul înconjurător, inclusiv vorbirea”, spune într-un e-mail Michael Long, autorul principal al cercetării și profesor la școala de medicină a universității din New York. „Am descoperit că există o reprezentare a sunetelor vocale în partea creierului analogă unui centru cheie de producție a vorbirii la oameni. Aceasta este prima specie non-umană în care a fost observată o astfel de hartă motorie vocală”, adaugă doctorul Long.
Descoperirea lor merge mai departe: prin analiza spectrală, au verificat că există o corelație între tipul de vocalizare și modelul de activitate cerebrală. Astfel, un tril cu un anumit ton, mai mult sau mai puțin acut, era însoțit de declanșarea unor neuroni, dar nu a altora. La oameni, partea cortexului motor dedicată vorbirii codifică tonul, frecvența vocalizării. La papagalii peruși, această parte a creierului lor modulează tonul datorită controlului tensiunii pereților siringelui. Pentru Zetian Yang, primul autor al cercetării, există o corelație între tipul de sunet pe care îl produce un papagal peruș și tipul de neuroni care se activează. Întrebat despre alte specii înrudite cu papagalii peruși, Yang recunoaște că nu s-a investigat, dar crede că „papagalii cu capacități vocale similare ar putea împărtăși aceeași organizare neuronală”.
Oamenii pot vorbi, cânta, striga sau șopti datorită unei serii de neuroni din regiunea motorie a cortexului cerebral care își prelungesc terminațiile până la trunchiul cerebral, o adevărată autostradă care conectează creierul cu măduva spinării și cu tot restul sistemului nervos. Aici, acele terminații ajung la nucleul ambiguu, responsabil de controlul musculaturii gurii, faringelui și, ceea ce ne interesează aici, laringelui, organul vocal uman. Anatomia cerebrală a păsărilor este diferită, precum și cea vocală. Ele nu au corzi vocale, ci își produc cântecele cu siringele și vibrațiile pereților acestuia. Dar studiile cu papagali peruși incapabili să triluiască au demonstrat că abilitatea lor de a vocaliza rezidă într-un omolog al cortexului cerebral la mamifere, numit nucleul anterior al arcopaliului (AAC, după acronimul său în engleză). Aici, stimularea sa electrică inerva siringele, redându-le capacitatea de a cânta.
Pe această bază, neurologii de la Centrul Medical Langone al Universității din New York (Statele Unite) au plasat implanturi minuscule în capul mai multor papagali peruși. Au înregistrat peste o mie de triluri și zeci de chemări de la patru masculi (cei din imagine) în diverse sesiuni. Au văzut astfel cum se activau anumite neuroni din AAC și cum terminațiile lor ajungeau la siringe prin trunchiul cerebral. Pentru a confirma că originea acestei activități nu era alta, au înregistrat-o și în timp ce ascultau trilul altor exemplare sau în momente de liniște. Au văzut, de asemenea, cum reutilizau aceleași seturi neuronale atunci când reproduceau sunete foarte similare.
Joshua Neunuebel, neurocercetător la Universitatea din Delaware (Statele Unite), scrie un comentariu tot în Nature despre amploarea studiului cu acești papagali peruși. Mai întâi, el amintește diferențele dintre diferitele specii: „Oamenii posedă o flexibilitate vocală de neegalat pentru vorbire, papagalii excelează în imitație, iar cintezele zebră [folosite ca grup de control în studiu] produc cântece stereotipe cu silabe fixe”. Chiar și așa, el reține ceea ce au în comun. În ciuda diferențelor anatomice, „organizarea neuronală fundamentală de la creierul anterior, prin trunchiul cerebral, până la organul vocal se menține, demonstrând modul în care arhitecturi similare s-au adaptat de-a lungul evoluției pentru a produce comportamente vocale unice”.
Înțelegerea vorbirii umane
Acea idee a convergenței evolutive din puncte diferite a fost demonstrată de publicarea recentă a mai multor lucrări despre creierul mamiferelor, păsărilor și reptilelor. Fernando García Moreno, cercetător Ikerbasque la Achucarro Basque Center for Neuroscience și autor principal a două dintre aceste studii, evidențiază acest proces: „Papagalii pot imita modul nostru de a vorbi, dar creierul lor controlează vocalizarea cu părți cerebrale diferite de cele ale oamenilor. În timp ce oamenii folosesc neocortexul, papagalii peruși o fac prin nucleul anterior al arcopaliului, o regiune evolutiv legată de amigdala creierului uman”.
Pentru García Moreno, este surprinzătoare similitudinea circuitelor vocale, în ciuda faptului că protagoniștii cerebrali sunt diferiți. Lucrările sale, publicate în Science, au constatat că neuronii și circuitele din regiunile cerebrale ierarhic superioare au evoluat independent la mamifere și păsări, dar convergând în funcții similare. Acest studiu, adaugă el, „arată că, chiar și evoluând independent, fiziologia vorbirii este foarte similară în cele două grupuri de specii, prin urmare, fundamentul biologic al vorbirii poate fi înțeles în mod egal la papagalii peruși și la oameni”. „Studierea acestor papagali mici ar putea ajuta la o mai bună înțelegere a producției vocale la oameni, atât în vorbirea normală, cât și în tulburările asociate”, adaugă el.
Aceasta este una dintre ideile finale pe care le aduc autorii studiului papagalilor peruși: să ne sprijinim pe ei pentru a înțelege mai bine vorbirea umană și acele tulburări care îi împiedică pe unii să vorbească. Cealaltă este visul de a înțelege ce spun în trilurile lor. În viitor, spune doctorul Long, „ne-ar plăcea să folosim metode avansate de învățare automată pentru a traduce sunetele emise de papagalii peruși în obiecte sau acțiuni”. „Ne interesează procesele cognitive care le permit să acceseze sunete specifice; aceste procese sunt similare cu cele care ne permit să ne gândim la un cuvânt, iar aceste calcule eșuează în tulburări de comunicare precum afazia”, conchide el.
