Lorsque les nourrissons humains apprennent une langue, ils recherchent des régularités dans les modèles d’utilisation des syllabes au sein d’un flux continu de parole. Cette technique leur permet d’identifier les limites probables des mots ; les syllabes qui apparaissent généralement ensemble sont probablement des mots, et celles qui ne le sont pas ne le sont probablement pas. Garder une trace des modèles de cette manière et apprendre des régularités est connu sous le nom d’apprentissage statistique et implique l’utilisation de calculs complexes.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs hongrois a découvert le premier exemple d’apprentissage statistique de stimuli linguistiques chez le chien. Après seulement une courte exposition (8,5 minutes) à des sons de parole continus (constitués de mots dénués de sens), les chiens de cette étude avaient déjà réussi à segmenter les sons en mots probables, en utilisant des mécanismes neuronaux et informatiques similaires à ceux utilisés par les nourrissons humains.
Afin d’identifier et d’apprendre des mots probables à partir d’un discours continu, les chiens doivent suivre la probabilité que deux syllabes différentes apparaissent ensemble. Cela nécessite un calcul complexe et constitue le même mécanisme par lequel les nourrissons apprennent à reconnaître des mots individuels, avant même d’en connaître la signification.
« C’est exactement ainsi que les humains, même les nourrissons de 8 mois, résolvent la tâche apparemment difficile de la segmentation des mots : ils calculent des statistiques complexes sur la probabilité qu’une syllabe suive l’autre », a expliqué Marianna Boros, l’une des principales auteurs de l’étude. étude et chercheur postdoctoral au laboratoire de neuroéthologie de la communication, département d’éthologie, Université Eötvös Loránd.
« Jusqu’à présent, nous ne savions pas si d’autres mammifères pouvaient également utiliser des calculs aussi complexes pour extraire des mots de la parole. Nous avons décidé de tester les capacités cérébrales des chiens de la famille pour l’apprentissage statistique de la parole. Les chiens sont la première espèce animale domestiquée et probablement celle dont nous parlons le plus souvent. Pourtant, nous savons très peu de choses sur les processus neuronaux qui sous-tendent leurs capacités d’apprentissage des mots.
Lilla Magyari, co-auteure principale de l’étude, est chercheuse postdoctorale dans le même groupe de recherche, qui a jeté les bases méthodologiques pour effectuer une électrophysiologie non invasive sur des chiens éveillés, non entraînés et coopérants.
« Pour découvrir quel type de statistiques les chiens calculent lorsqu’ils écoutent la parole, nous avons d’abord mesuré leur activité cérébrale électrique à l’aide de l’EEG », a expliqué Magyari.
« Fait intéressant, nous avons observé des différences dans les ondes cérébrales des chiens pour les mots fréquents et rares. Mais plus surprenant encore, nous avons également observé des différences dans les ondes cérébrales pour les syllabes qui se produisaient toujours ensemble par rapport aux syllabes qui ne se produisaient qu’occasionnellement, même si les fréquences totales étaient les mêmes.
« Il s’avère donc que les chiens suivent non seulement des statistiques simples (le nombre de fois qu’un mot apparaît), mais également des statistiques complexes (la probabilité que les syllabes d’un mot apparaissent ensemble). Cela n’a jamais été observé chez d’autres mammifères non humains auparavant. C’est exactement le genre de statistiques complexes que les nourrissons humains utilisent pour extraire des mots d’un discours continu.
Pour déterminer si les chiens utilisent les mêmes régions du cerveau que les nourrissons humains lors du calcul des modèles statistiques en parole continue, les chercheurs ont testé les chiens à l’aide d’une IRM fonctionnelle. Cette technique mesure l’activité cérébrale en détectant les changements dans le flux sanguin vers différentes régions du cerveau.
Les chiens ont été entraînés à rester immobiles le temps que les mesures soient prises. Tous les chiens étaient éveillés, coopératifs et débridés pendant les tests.
« Nous savons que chez les humains, les régions cérébrales liées à l’apprentissage général et au langage participent à ce processus. Et nous avons retrouvé la même dualité chez les chiens », a expliqué Boros. « Une région cérébrale généraliste et spécialisée semblait être impliquée dans l’apprentissage statistique de la parole, mais les modèles d’activation étaient différents dans les deux. »
« La région généraliste du cerveau, appelée noyaux gris centraux, répondait plus fortement à un flux vocal aléatoire (dans lequel aucun mot ne pouvait être repéré à l’aide de statistiques de syllabes) qu’à un flux vocal structuré (où les mots étaient faciles à repérer simplement en calculant des statistiques de syllabes). . La région spécialisée du cerveau, appelée cortex auditif, qui chez l’homme joue un rôle clé dans l’apprentissage statistique de la parole, a montré un schéma différent : ici, nous avons vu l’activité cérébrale augmenter avec le temps pour le flux vocal structuré mais pas pour le flux vocal aléatoire. Nous pensons que cette augmentation de l’activité est la trace que l’apprentissage des mots laisse sur le cortex auditif », a déclaré Boros.
« Nous commençons maintenant à comprendre que certains processus informatiques et neuronaux connus pour jouer un rôle déterminant dans l’acquisition du langage humain ne sont peut-être pas uniques aux humains après tout », a déclaré Attila Andics, chercheur principal du laboratoire de neuroéthologie de la communication.
« Mais nous ne savons toujours pas comment ces mécanismes cérébraux analogues à ceux de l’homme pour l’apprentissage des mots sont apparus chez les chiens. Reflètent-ils des compétences développées en vivant dans un environnement riche en langues ou au cours de milliers d’années de domestication, ou représentent-ils une ancienne capacité de mammifère ?
Les chercheurs concluent qu’en étudiant le traitement de la parole chez différentes races de chiens, voire chez d’autres espèces vivant en contact étroit avec les humains, il pourrait être possible de retracer les origines des spécialisations humaines en matière de perception de la parole.
Les résultats de l’étude sont publiés aujourd’hui dans la revue Biologie actuelle.
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Par Alison Bosman, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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