Для певчей птицы изучение новой песни сродни изучению ребенком нового языка. Зебровые зяблики подходят к решению этой задачи шаг за шагом и даже делают обходной путь, беря слоги песен, которые они уже знают, и адаптируя их к слогам, которые им предстоит выучить. На этом этапе обучения последовательность слогов часто путается. Затем птицы располагают вновь выученные слоги в правильном порядке на следующем этапе обучения. Исследователи под руководством Ричарда Ханлозера, профессора Института нейроинформатики ETH Zurich и Цюрихского университета, сообщили об этих выводах в последнем выпуске журнала Nature Communications.
«Зебровые зяблики развили стратегию разделения такой сложной задачи, как разучивание новой песни, на простые в управлении части», - говорит Ханлозер. «Это позволяет им расширять свой репертуар с минимальными усилиями».
Ученые сделали это открытие в эксперименте с молодыми птицами, которым на момент начала исследования было меньше месяца. Ежедневно исследователи транслировали птицам песню, которую птицы затем выучили. Через месяц исследователи изменили песню, и птицы попытались приспособить свою песню к новой. «В природе птицы инстинктивно адаптируют свои песни к песням взрослых птиц того же вида, - объясняет Ханлозер. Исследователи записали все звуки, издаваемые птицами, и использовали компьютер для их оценки по слогам.
Примеры звуков
Буквы представляют разные слоги (каждый из которых имеет определенную высоту): + и - для положительного и отрицательного изменения полутона, ++ для полного изменения тона.
Птица, освоившая песню ABC, с задачей выучить песню AC++B. На первом этапе птица меняет высоту слога C и поет ABC++. Только на втором этапе птица выстраивает слоги в правильном порядке AC++B.
Птица, которая сначала выучила песню ABCB+, а затем выучила вторую песню AB++CB-. Птица должна научиться петь слог Б как на целый тон выше, так и на целый тон ниже. Для этого он делает обход через песню AB-CB++. Это значит, что она сначала меняет слоги каждый на полутон (два небольших изменения), а затем пытается расположить слоги в правильном порядке, чего в действительности не достигала ни одна птица в опыте. В ходе эксперимента птицы достигли зрелости; взрослые птицы больше не меняют свою песню.
Компьютерная лингвистика с аналогичными методами
«Интересно, что стратегия птиц очень похожа на лучшие методы, используемые в настоящее время в компьютерной лингвистике для сравнения документов», - говорит Ханлозер. Эти алгоритмы сравнивают письменные документы, рассматривая их слова в их контексте, но независимо от их точного порядка. Сравнивая миллиарды текстов, эти алгоритмы могут оценить сходство двух слов с точки зрения числа. Так, например, они определяют, что слова «дом» и «здание» имеют почти одно и то же значение.
Эти компьютерные программы также могут выполнять поиск среди миллионов документов, чтобы определить, какой из них наиболее похож на данный текст, определяя, какой документ содержит словарный запас, который легче всего адаптировать к словарю сравниваемого текста. «Сегодня ученые-компьютерщики используют ту же стратегию, которую эволюционировали певчие птицы - птицы, вероятно, использовали ее миллионы лет», - говорит Ханлозер.
Гипотезы для исследований на людях
До сих пор неясно, используют ли младенцы подобный подход при изучении своего первого или второго языка. Однако Ханлозер считает, что между тем, как люди учатся говорить, и тем, как птицы разучивают свои песни, есть много общего. Исследования певчих птиц уже показали поразительные параллели с развитием речи у маленьких детей. Например, более ранние исследования показали, что молодые птицы и маленькие дети широко практикуют каждый слог путем повторения (с детьми, например, «баба» или «додо»). Эти исследования показали, что оба продолжают делать это при изучении новых слогов даже после того, как они уже освоили вокализации, содержащие два разных слога (у детей, например, «кролик»)..
Последнее исследование певчих птиц, проведенное Ханлозером, привело к гипотезе о том, что маленькие дети также используют минималистский подход, когда дело доходит до изучения иностранного языка; они усваивают новые звуки (например, носовые гласные или раскатывание R во французском языке), минимально адаптируя уже известные им звуки, вначале не учитывая контекст этих звуков в иностранном языке. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить, так ли это на самом деле.