نحوه فراگیری آوازخوانی توسط پرندگان
در میان گونه های متنوع پرندگان، طیفی وجود دارد که دارای صدایی زیبا و دلنشین هستند. پرندگان در ماه های آغار تولد قادر به خواندن آواز نیستند و با گذر زمان این توانایی را می یابند.
دانشمندان در حال تحقیق روی این مساله هستند که چگونه پرندگان آوازخوان می توانند ریتم آواها را حفظ کنند. محققان با استفاده از یک توصیف آماری دقیق که ریشه در مباحث ریاضی دارد، قصد دارند به این نتیجه برسند چرا یادگیری برخی مسائل برای مغز دشوارتر است.
ساموئل سابر که یک بیولوژیست از دانشگاه «اموری» آتلانتا است، می گوید 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 کرده اند.
دانشمندان بر این باورند که با استفاده از مدل ریاضی مذکور می توان توانایی یادگیری پرندگان را بهتر مورد بررسی قرار داد. پروفسور سابر می گوید که تیم تحقیقاتی وی اکنون امید دارد که بتواند الگوی ریاضی یادگیری در مورد سایر گونه های جانوری و حتی انسان را از این طریق کشف کند. نتیجه این پژوهش حاکی از آن است که پرندگان بالغ اشتباه های جزئی را خیلی سریع تر از اشتباه های بزرگ اصلاح می کنند.
شباهت نحوه یادگیری پرندگان و انسان ها
پروفسور سابر و همکارانش برای انجام آزمایش های خود از فنچ های بنگالی به عنوان الگوی تحقیقاتی استفاده کرده اند. هدف آنها این بوده که مکانیسم های مغزی را در یادگیری و اصلاح آواهای شنیداری مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. لازم به ذکر است که جوجه های پرندگان نیز همچون نوزادان انسان با گوش دادن به صدای بزرگ ترها یاد می گیرند که آواها را چگونه ادا کنند. جوجه های فنچ بنگالی تنها چند روز پس از آن که از تخم خارج شدند، شروع به تقلید صدای والدین خود می کنند. سابر می گوید که آواز جوجه ها ابتدا خیلی متفاوت و از جهاتی هم بی نظم است. این نوع آوازخوانی اساسا شبیه صدای کودکان در زمانی است که می خواهند نحوه تلفظ کلمات را یاد بگیرند، اما فنچ های جوان همچنان تمرین را ادامه می دهند، به صدای خودشان گوش می دهند و سعی می کنند اشتباهاتی را که وجود دارد، اصلاح کنند.
در نهایت آنها با تمرین مداوم این توانایی را به دست می آورند که شبیه بزرگ ترها آواز بخوانند. پرندگان جوان درست مانند انسان ها اشتباه های عدیده ای انجام می دهند. هم پرندگان و هم انسان ها هرچه بزرگ تر می شوند، خطاهایشان کمتر می شود. یک تئوری وجود دارد مبنی بر آن که مغزهای بالغ بیشتر تمایل دارند اشتباه های بزرگ را از نظر دور نگه دارند و در عین حال عمده توجه خودشان را معطوف به اشتباه های کوچک تر 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 می تواند یک اشتباه محض باشد. ارتباط میان تغییرپذیری و یادگیری در عمل تشریح می کند چرا جوان ترها بیشتر تمایل به یادگیری دارند، در حالی که بزرگ ترها بندرت راضی به تغییر می شوند.
تجزیه و تحلیل مغز
یک خواننده اپرا و یک پرنده آوازخوان همیشه صداهایشان دستخوش تغییر می شود. مغز زمانی که نت های زیر و بم اشتباه را دریافت می کند از یک استراتژی خیلی ساده و منحصربه فرد استفاده می کند و آن ارزیابی صدا است. منظور از ارزیابی این است که مغز تجزیه و تحلیل می کند که آیا صدای اشتباه تنها ناشی از مشکل در خواندن سیگنال است یا این که یک اشتباه محض است. محققان درصدد برآمدند میان بزرگی اشتباه های صوتی و احتمال اصلاح آن توسط مغز ارتباطی برقرار کنند. به همین منظور آنها صدای فنچ های 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 فنچ ها پس از شنیدن نت های اشتباه در آوازهای بعدی خیلی سریع نت های اشتباه را تصحیح کردند. هر چه محققان دامنه اشتباه ها را بیشتر و ملموس تر کردند، توانایی یادگیری و اصلاح نیز در پرندگان کمتر شد تا این که در نهایت با پخش یکسری نت های زیر و بم کاملا اشتباه توانایی یادگیری در فنچ ها به طور کلی مختل شد. محققان پس از این آزمایش ها توانستند یک الگوی آماری از تاثیر اشتباه های صوتی بر میزان یادگیری پرندگان تهیه کنند.
تیم تحقیقاتی مزبور امیدوار است با استفاده از این چارچوب ریاضی بتواند شیوه های گفتاردرمانی انسان ها را نیز تا حد امکان بهبود بخشد. اگر نحوه یادگیری مغز شبیه سازی شود، می توان اشتباه ها را اصلاح و یادگیری را برای افراد گوناگون تسهیل کرد.
