Oiseaux chanteurs : l’apprentissage par le babillage

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Une étude pourrait nous aider à comprendre des troubles du développement tel l’autisme

Tout comme nous parlons autrement lorsque nous nous adressons à un bébé, l’oiseau adulte modifie son chant lorsqu’il gazouille pour un oisillon. Et selon des chercheurs de l’Université McGill, l’activité cérébrale que provoquent ces gazouillis chez le petit pourrait nous éclairer sur l’acquisition du langage et certains troubles du développement chez l’être humain.

Jon Sakata, auteur principal de l’étude et professeur de neurobiologie de l’Université McGill, affirme que les oisillons apprennent à chanter comme les êtres humains apprennent à parler. « L’oisillon commence par écouter le chant de l’adulte, puis il le mémorise et s’exerce à le reproduire; on pourrait comparer cela au babillage d’un bébé. »

L’étude de l’acquisition du chant chez l’oiseau ne date pas d’hier. Toutefois, on ne savait pas avec certitude dans quelle mesure les rapports sociaux avec des oiseaux adultes contribuaient à cet apprentissage, parce que dans les études antérieures, le temps d’exposition au chant et la présence d’autres oiseaux ne figuraient pas au nombre des paramètres évalués.

Apprentissage vocal

Publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences et menée chez le Diamant mandarin, cette étude comportait deux groupes d’oisillons. Le premier pouvait interagir avec un adulte, tandis que le deuxième entendait simplement des chants d’adultes diffusés par un haut-parleur. Après une courte période de « mentorat », les petits ont passé des mois isolés les uns des autres, s’exerçant à reproduire les chants entendus.

Comme l’ont constaté le Pr Sakata et son équipe, les oisillons ayant socialisé avec un adulte ont beaucoup mieux appris le chant, même lorsque cette socialisation n’avait duré qu’une journée. Et en cherchant à élucider ce mystère, l’équipe a fait une découverte étonnante.

Le Diamant mandarin adulte modifie son chant lorsqu’il s’adresse à un oisillon. Exactement comme nous, explique le Pr Sakata, qui parlons plus lentement et répétons les mots plus souvent lorsque nous nous adressons à un bébé. « Le Diamant mandarin adulte chante plus lentement en laissant s’écouler un intervalle plus long entre les phrases et répète plus souvent des passages lorsqu’il gazouille devant un oisillon. »

Qui plus est, les chercheurs se sont rendu compte que les oisillons étaient plus attentifs à ce « babillage » qu’aux autres chants. Et plus ils étaient attentifs, mieux ils apprenaient.

Neurones stimulés

Désireuse de pousser son exploration plus loin, l’équipe a étudié l’activité de certains neurones dans des régions du cerveau associées à l’attention. Son constat : les neurones producteurs de dopamine et de noradrénaline – substances chimiques – stimulés étaient plus nombreux après une interaction avec un adulte chanteur qu’après la simple audition du chant diffusé par un haut-parleur.

Cette observation pourrait se révéler utile au‑delà du monde aviaire, estime le Pr Sakata. « Nos connaissances actuelles semblent indiquer que le dysfonctionnement de ces neurones n’est pas étranger à certains troubles des interactions sociales et de la communication chez l’être humain. Par exemple, les enfants atteints d’un trouble du spectre de l’autisme ont du mal à traiter l’information sociale et éprouvent des problèmes d’acquisition du langage. Or, ces neurones pourraient constituer des cibles thérapeutiques. »

Actuellement, le Pr Sakata cherche à déterminer si la hausse du taux de dopamine et de noradrénaline dans le cerveau facilite l’apprentissage du chant lorsque l’oiseau entend simplement un adulte gazouiller, sans autre forme d’interaction. Pour reprendre ses mots, « nous vérifions s’il est possible de leurrer le cerveau de l’oiseau en l’amenant à croire qu’il a un mentor ».

Photo: An adult zebra finch (right) with juvenile.  Credit: Jon Sakata

Image: Norepinephrine-producing neurons (green) in the locus coeruleus of the songbird brain.  Some of these neurons express the protein EGR-1 (red), a cellular marker of neural activity. The researchers found that social interactions during song tutoring increase the percent of norepinephrine-producing neurons that express EGR-1, suggesting that this neuronal population is more active during social tutoring.  Credit: Yining Chen


Cette étude a été financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT), une bourse d’études supérieures Tomlinson et le Centre de recherche en neurobiologie comportementale.

L’article « Mechanisms underlying the social enhancement of vocal learning in songbirds », par Yining Chen, Laura E. Matheson et Jon T. Sakata, a été publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences, le 31 mai 2016; DOI : 10.1073/pnas.1522306113
http://www.pnas.org/content/early/2016/05/25/1522306113.abstract

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