Le chant des oiseaux et le langage humain ont-ils les mêmes fondements biologiques?

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Des études sur le diamant mandarin portent à croire que les oiseaux chanteurs ont eux aussi une « grammaire universelle »
CREDIT: Raina Fan

Les oiseaux chanteurs et les humains ont-ils des caractéristiques biologiques communes influant sur la façon dont ils produisent et perçoivent les sons?

Les scientifiques qui étudient le chant des oiseaux se demandent depuis déjà un certain temps si le langage humain et la musique pourraient avoir comme fondements des processus biologiques communs à plusieurs espèces d’animaux. Des biologistes de l’Université McGill disposent maintenant de nouvelles données probantes permettant d’étayer cette hypothèse.

À la suite d’une série d’expériences, les chercheurs ont découvert que les jeunes diamants mandarins – espèce souvent utilisée pour étudier le chant des oiseaux – apprennent intrinsèquement à produire certains motifs sonores de préférence à d’autres. « En outre, ces motifs sonores étaient semblables à ceux que l’on observe fréquemment dans le langage humain et la musique », souligne Jon Sakata, professeur agrégé de biologie à l’Université McGill et auteur principal d’un article publié en ligne dans la revue Current Biology le 22 novembre 2017.

Sur les épaules de Chomsky

Les hypothèses actuelles sur le langage humain et la musique ont motivé la tenue de ces expériences. Les linguistes ont découvert depuis longtemps que les différentes langues du monde présentent de nombreuses caractéristiques communes, appelées « les universaux linguistiques ». Ces caractéristiques comprennent la structure syntaxique (p. ex., l’ordre des mots) ainsi que les motifs acoustiques plus subtils de la parole, tels que l’organisation temporelle (timing), la hauteur tonale et l’accentuation des énoncés. Certains théoriciens, comme Noam Chomsky, ont posé le postulat selon lequel ces caractéristiques témoignent de l’existence d’une « grammaire universelle » reposant sur des mécanismes cérébraux innés qui facilitent l’apprentissage du langage et influent sur ce processus. Les chercheurs continuent de débattre de l’importance de ces mécanismes cérébraux innés, en raison notamment du rôle que pourrait jouer la propagation culturelle sur ces universaux.

Parallèlement, des études d’envergure sur le chant des diamants mandarins ont permis d’établir l’existence de divers motifs sonores dans l’ensemble des populations, sans distinction. « Puisque ces universaux présentent des similitudes avec ceux observés chez les humains et que l’acquisition du chant chez les oiseaux se fait de façon semblable à l’acquisition de la parole et du langage chez les humains, nous voulions mesurer la prédisposition biologique à l’apprentissage vocal chez les oiseaux chanteurs », affirme Logan James, doctorant au laboratoire du Pr Sakata et coauteur de la nouvelle étude.

Un répertoire de chants d’oiseaux

Afin d’isoler les prédispositions biologiques à l’apprentissage vocal, Logan James et Jon Sakata ont littéralement appris à chanter à de jeunes diamants mandarins en leur faisant écouter des chants composés de cinq éléments acoustiques présentés dans toutes les séquences possibles. Les oiseaux étaient exposés à chaque permutation de séquences en proportions égales et dans un ordre aléatoire. Ainsi, chacun des diamants mandarins devait « choisir » quelles séquences il devait reproduire à partir de ce répertoire de chants d’oiseaux.

L’expérience a démontré que les oiseaux de laboratoire préféraient reproduire des séquences très semblables à celles observées dans les populations d’oiseaux vivant en liberté dans la nature. Ainsi, à l’instar des diamants mandarins sauvages, les oiseaux qui avaient appris à chanter en laboratoire à l’aide de séquences aléatoires terminaient souvent leur chant en émettant un « cri de distance » – un son soutenu et grave.

D’autres sons étaient beaucoup plus susceptibles d’apparaître au début ou au milieu du chant; ainsi, les sons courts et aigus étaient plus susceptibles d’être produits au milieu du chant qu’au début ou à la fin de ce dernier, ce qui correspond aux motifs sonores observés dans diverses langues et dans la musique, où les sons produits à la fin des phrases ont tendance à être plus longs et plus graves que les sons produits au milieu des phrases.

Nouvelles pistes de recherche

« Ces observations sont très importantes pour notre compréhension du langage humain et de la musique », affirme Caroline Palmer, professeure de psychologie à l’Université McGill, qui n’a pas participé à ces travaux. « L’étude, où le milieu d’apprentissage des oiseaux était contrôlé d’une manière impossible à reproduire avec de jeunes enfants, porte à croire que l’apprentissage statistique à lui seul – le degré d’exposition d’un sujet à des motifs acoustiques déterminés – ne peut expliquer les préférences au chapitre du chant (ou du langage). D’autres principes, tels que les grammaires universelles et l’organisation perceptuelle, peuvent davantage expliquer pourquoi les nourrissons et les jeunes oiseaux sont prédisposés à préférer certains motifs sonores. »

Selon Jon Sakata, qui est également membre du Centre de recherche sur le cerveau, le langage et la musique de l’Université McGill, cette étude ouvre la voie à de nombreux projets de recherche pour son équipe, en collaboration avec des chercheurs sur la parole, le langage et la musique. « Dans un avenir immédiat, nous voulons déterminer comment les mécanismes cérébraux du traitement des sons, ainsi que certains aspects de l’apprentissage et du contrôle moteurs, sous-tendent ces biais d’apprentissage. »

Denise Klein, directrice du Centre de recherche sur le cerveau, le langage et la musique, et neuroscientifique à l’Institut neurologique de Montréal, estime que l’étude de Logan James et Jon Sakata « jette un nouvel éclairage sur les universaux de la communication vocale, contribuant ainsi à l’avancement de nos connaissances sur les fondements neurobiologiques du langage et de la musique ».


Cette étude a été financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le Centre de recherche sur le cerveau, le langage et la musique ainsi que par une bourse de recherche de la famille Heller, et soutenue par des discussions avec des linguistes de l’Université McGill, dont Heather Goad et Lydia White.

L’article « Learning Biases Underlie ‘Universals’ in Avian Vocal Sequencing,», par Logan S. James et Jon T. Sakata, a été publié en ligne dans la revue Current Biology le 22 novembre 2017.
DOI: 10.1016/j.cub.2017.10.019

www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)31322-2

IMAGE: Diamants mandarins CREDIT: Raina Fan 

Vidéo, infographie, et enregistrements sonores disponible ici:

https://www.dropbox.com/sh/2xwyptik9rbne9b/AAAM5eT1f4GIpmwC59TaQO7da?dl=0

Personnes-ressources :

Jon Sakata
Département de biologie, Université McGill
jon.sakata [at] mcgill.ca

Chris Chipello
Relations avec les médias, Université McGill
Tél. : 514 398-4201
christopher.chipello [at] mcgill.ca