IRA FLATOW: Das ist Science Friday. Ich bin Ira Flatow. Wenn Sie jemals gesehen haben, wie ein Baby sprechen lernt, wissen Sie, dass es ein chaotischer Prozess ist, denn zuerst muss das Baby Sie sprechen hören, dann gibt es dieses Plappern, richtig, all das zufällige Geräusch, während das Baby anfängt herauszufinden, wie es seine Muskeln benutzt, um die Geräusche zu machen, die es von Erwachsenen hört.
Und dann fängt das Baby endlich an, es herauszufinden, und du bekommst diese ersten aufregenden Worte. Und bevor Sie es wissen, ist Ihr Baby erwachsen, verteidigt sein Territorium und wirbt um Freunde.
Oh, warte, warte – habe ich menschliche Babys gesagt? Ich hätte sagen sollen, dass Singvögel – wie der Zebrafink, den Sie gerade gehört haben – lernen, die komplizierten Notenmuster zu erzeugen, die sie sich merken müssen, wenn sie im Erwachsenenalter eine Chance auf Fortpflanzungserfolg haben wollen. Aber in Labors, die diese Vögel untersuchen, denken Forscher auch über die Parallelen zwischen dem Lernen von Vögeln und der menschlichen Sprache nach.
Vogelgezwitscher ist eines der nächsten Analoga in der Natur, wie wir sprechen, es stellt sich heraus, und das Studium, wie Vögel in der Kindheit lernen, kann Fenster in unser Gehirn öffnen. Hier mit mehr darüber zu sprechen, mein Gast, Dr. Jon Sakata, Associate Professor für Biologie an der McGill University in Montreal. Schön, dich zu haben.
JON SAKATA: Hallo, Ira, danke, dass du mich hast.
IRA FLATOW: Danke, dass du gekommen bist. Wie nah ist Vogelgezwitscher an der menschlichen Sprache?
JON SAKATA: Wir denken, dass es viele Parallelen zwischen Vogelgezwitscher und menschlicher Sprache gibt, und Sie haben viele davon in Ihrer Beschreibung skizziert. Wenn man nur an den Prozess denkt, durch den Vögel lernen müssen, ihre eigenen Lautäußerungen, ihre eigenen arttypischen Lautäußerungen, zu erzeugen, ist es wirklich ähnlich, wie Kinder herausfinden müssen, wie sie diese Sprachlaute erzeugen können, um mit anderen in ihrer Umgebung zu kommunizieren.
Also gehen sie das durch, es ist grundsätzlich dasselbe bei allen Arten, die ihre eigenen Lautäußerungen lernen. Es geht also zuerst darum, die Geräusche des Klangs zu lernen, mit dem Sie kommunizieren, und dann darum, zu lernen, wie man diese Geräusche erzeugt, also die motorischen Muster oder die motorischen Befehle herauszufinden, um diese bestimmten Geräusche zu erzeugen.
Nun, diese erste Phase besteht darin, sich nur die Geräusche der Erwachsenen um sie herum zu merken und sich dann ein Lied zu merken, das sie letztendlich singen wollen, das ist eine Art Ziellied. Und dann gehen sie das durch, wie du gesagt hast, sie plappern, und sie fangen an zu üben, und sie finden Dinge heraus. Manchmal machen sie die Dinge falsch, manchmal machen sie die Dinge richtig, und wenn sie die Dinge richtig machen, sagt das Gehirn: aha, das ist großartig. Du hast etwas Gutes getan, mach weiter so. Und schließlich wachsen sie auf und singen ihre eigenen Lieder.
IRA FLATOW: Ist das einzigartig für Vögel, diese Art des Lernens? Machen das andere Tiere?
JON SAKATA: Nun, es gibt eine Handvoll anderer Vögel – es gibt also Singvögel, also innerhalb der großen Vogelwelt gibt es Singvögel. Es gibt etwa 4.000 bis 5.000 Singvögel, die ihre eigenen Lieder lernen. Es gibt auch Kolibris, die ihre eigenen Lieder lernen, und auch Papageien, sie sind ziemlich bekannt dafür, Gesangslerner zu sein.
Aber außerhalb der Vögel gibt es eine Reihe von Säugetieren. Zum Beispiel, nun, der Mensch ist einer der wichtigsten, an die wir denken. Fledermäuse sind auch Stimmlernende.
IRA FLATOW: Fledermäuse? Wow.
JON SAKATA: Ja, ja. Und so ist dies ein relativ- Menschen geworden, dass mehr und mehr in den letzten paar Jahrzehnten zu schätzen wissen. Wale wie Delfine und Wale, auch Stimmlernende. Und es gibt einige neue Beweise dafür, dass Elefanten menschliche Geräusche imitieren können, also gibt es stimmliches Lernen bei Elefanten. Es gibt also eine ziemlich nette Gruppe von Wirbeltieren, die die Lautäußerungen lernen können.
Und es ist nicht so ausführlich in diesen anderen Systemen untersucht, aber es ist wirklich gut bei Vögeln untersucht, und wir wissen, dass dieser ganze Prozess des sensorischen Lernens und dann der Stimmpraxis und des motorischen Lernens endet. Aber ich denke, es wird konkretisiert – meine Wette ist, dass es letztendlich bei Fledermäusen und Elefanten dasselbe sein wird.
IRA FLATOW: Interessant. Ich möchte den Vogel zurückbringen, den wir vorher gehört haben, als ich die Einführung gemacht habe. Lass es uns noch einmal hören.
Zebrafink?
JON SAKATA: Ja.
IRA FLATOW: OK, was sagt uns der Zebrafink?
JON SAKATA: Es heißt, das bin ich. Ich singe. Und das macht es die ganze Zeit. Also, was macht es? Wir wissen es nicht. Wir versuchen das herauszufinden. Aber es singt viel. Und es singt, wenn es von selbst ist.
Es singt, wenn es um eine Frau wirbt. Und es ist wirklich, das Lied, das es produziert, wenn es eine Frau umwirbt, Es ist wirklich eines der wichtigsten Dinge, mit denen Frauen auswählen, mit wem sie sich paaren möchten. Und so muss der Vogel das wirklich gut machen.
Also verbringt er viel Zeit – was wir denken, wenn er alleine singt, ist, dass wir tatsächlich denken, dass er üben könnte, nur um sicherzustellen, dass er seine stimmlichen Fähigkeiten beibehält. Und dann, wenn er eine Frau sieht, er ist in seiner ultimativen, seine beste Leistung, und er zeigt seine stimmlichen Fähigkeiten, wenn man so will.
IRA FLATOW: Sie haben also ein Labor voller dieser Vögel?
JON SAKATA: Wir haben ein volles Labor.
IRA FLATOW: Was für ein lauter Ort!
JON SAKATA: Nun, es wäre schön, wenn sie nur herumfliegen würden, aber wir haben sie in den schallgedämpften Kammern, so dass wir die Aufnahmen von ihnen in einer akustisch sauberen Umgebung haben können, genau wie Sie es hier im Studio haben. Aber wir haben sie auch in anderen Teilen herumfliegen.
IRA FLATOW: Also versuchst du herauszufinden, was in ihren Gehirnen vor sich geht, wenn sie die Songs machen?
JON SAKATA: Ja.
IRA FLATOW: Das ist es, was du versuchst zu tun.
JON SAKATA: Sowohl das Lernen des Liedes als auch die Produktion des Liedes. Wir denken also, dass Singvögel wirklich interessant sind. Ich meine, es gibt viele Tiere, die mit Geräuschen miteinander kommunizieren, aber Singvögel, denke ich, sind wirklich interessant und ich denke besonders, weil sie nicht mit dieser Fähigkeit geboren werden, ihre eigenen Artenlieder zu produzieren, sondern weil sie sie lernen müssen. Das Studium dieses Lernprozesses macht Singvögel meiner Meinung nach zu einem interessanten und wichtigen Modellsystem, das in Bezug auf Gehirnmechanismen untersucht werden muss.
IRA FLATOW: Haben sie also ein Zentrum in ihrem Gehirn, wie wir es vielleicht haben?
JON SAKATA: Sie haben viele Zentren, also-
IRA FLATOW: Für diese Lieder?
JON SAKATA: Ja, es gibt eine Reihe von Gehirnarealen, die miteinander verbunden sind und Parallelen im menschlichen Gehirn aufweisen. So gibt es zum Beispiel einen Teil des Gehirns – eine Reihe miteinander verbundener Hirnareale –, die Basalganglien genannt werden, und darüber denken die Menschen beim Menschen in Bezug auf Bewegung viel nach. Und wenn bei der Parkinson-Krankheit etwas schief geht, haben Sie oft einige Dinge, die in den Basalganglien selbst schief gehen.
Aber das Schöne an Singvögeln ist, dass sie auch diese Basalganglien haben, und innerhalb der Basalganglien haben sie diesen spezialisierten Teil namens Area X – es ist ein sehr attraktiver Name.
IRA FLATOW: Bereich X.
JON SAKATA: Bereich X. Ich mag die Art, wie Sie es sagen.
IRA FLATOW: Es ist eine TV-Show über Vögel.
JON SAKATA: Genau. Dieser Bereich ist also auf das Erlernen von Liedern spezialisiert. Und wenn Sie sich während der Entwicklung mit der Aktivität in diesem Gehirnbereich anlegen, lernen Vögel ihre Lieder nicht besonders gut. Und so denken wir, dass es Teile der menschlichen Basalganglien gibt, die auch für das Stimmlernen wichtig sind und die diesem Bereich ähnlich sind, den Sie bei Vögeln sehen.
IRA FLATOW: Wissen Sie, bei Menschen sagen wir, dass Menschen Dinge früher im Leben besser lernen. Ist das das Gleiche mit den Vögeln, die ihre Lieder lernen, oder lernen sie es ihr ganzes Leben lang?
JON SAKATA: Es gibt Artenunterschiede, wie lange sie – für wie alt sie ihre Lieder lernen können. Die Zebrafinken, die wir studieren, lernen ihre Lieder nur in den ersten ein oder zwei Monaten ihres Lebens. Und so ist es ein wirklich eingeschränktes Entwicklungsfenster. Und diese Zebrafinken singen ihr ganzes Leben lang ein Lied. Diese ein oder zwei Monate der Entwicklung sind also wirklich wichtig für sie, um ihre Songs zu lernen und zu kristallisieren.
Aber es gibt auch andere Arten, wie Spottdrosseln und europäische Stare, die wir offene Lernende nennen, die ihr ganzes Leben lang Lieder lernen können. Und so sind wir wirklich daran interessiert herauszufinden, was im Gehirn dieser beiden verschiedenen Vogelarten anders ist.
IRA FLATOW: Weil sie andere Vögel imitieren, oder?
JON SAKATA: Ja, es ist erstaunlich. Sie können sogar Nicht-Geräusche imitieren, so dass beispielsweise Autoalarme ein klassisches Beispiel dafür sind, was Spottdrosseln können, oder? Und wie machen sie das? Ich meine, wir wissen es nicht. Aber wir versuchen, das herauszufinden.
IRA FLATOW: Und so untersucht dein Labor, ob das Liedlernen auch von sozialen Interaktionen beeinflusst wird – was meinst du damit?
JON SAKATA: Menschen – Babys, Kinder – können also durch das Ansehen von Videos lernen und lernen, bestimmte Dinge zu sagen, aber es ist kein besonders robustes Lernen. Und wir als Menschen lernen viel besser, wenn wir sozial mit einem Erwachsenen oder mit einem Gleichaltrigen interagieren dürfen, und das führt zu einem robusteren und effizienteren Lernen. Und das Gleiche passiert bei Singvögeln.
Wenn Sie einen Jungvogel haben, der von einem anderen Erwachsenen unterrichtet wird, lernt dieser Vogel das Lied dieses erwachsenen Vogels viel besser als im Vergleich zu einem Jungvogel, der einzeln untergebracht ist und nur das Lied hört, das passiv aus einem Lautsprecher wiedergegeben wird. So vergleichen wir diese Lied Lernen unter sozialen Situationen oder sozialen Kontexten und Lied Lernen als Reaktion auf passive Exposition gegenüber Lied. Und wir sehen wieder robusteres Lernen, wenn Jugendliche sozial mit Erwachsenen interagieren dürfen.
IRA FLATOW: Hmm. Ist Vogelgezwitscher eine Sprache? Sprechen die Vögel miteinander?
JON SAKATA: Als Singvogelforscher versuchen wir also sehr vorsichtig zu sein, was wir sagen Vogelgesang ist analog zu. Und so sagen wir zum größten Teil, dass Vogelgezwitscher analog zur Sprache und nicht zur Sprache per se ist.
IRA FLATOW: Übrigens, was ist der Unterschied? Ich meine, Sprache, Sprache.
JON SAKATA: Ja, wenn wir also darüber reden, als Wissenschaftler, wenn wir darüber reden, denken wir an Sprache als eine Art Motor, der wirklich – wie erzeugt man die Laute, die Sprache ausmachen? Und wenn wir über Sprache sprechen, denken wir an den semantischen Inhalt, die Syntax, die Art der Bedeutung, die in der Sprache selbst ist, die wir zu kommunizieren versuchen.
Und wir wissen, dass Vögel bestimmte Dinge mit ihren Lautäußerungen kommunizieren, aber das Repertoire an Bedeutungen von Dingen, die sie kommunizieren, ist viel eingeschränkter als das, was wir in der menschlichen Sprache sehen. Wir denken also, dass sie nicht unendlich viele Dinge über die Umwelt vermitteln können, soweit wir das beurteilen können. Und so denken wir, dass das, was zwischen Vogelgezwitscher und menschlicher Sprache am parallelsten ist, der Produktionsaspekt ist.
IRA FLATOW: Du sagst also, dass Vögel nicht verschiedene kleine Lieder nehmen und sie zusammensetzen, wie wir verschiedene Wörter nehmen würden, während wir sprechen?
JON SAKATA: Manche Vögel tun das, aber nicht im gleichen Maße wie Menschen. Es gibt dieses Ding namens kombinatorische Syntax, und einige Vögel setzen verschiedene Aufrufe zusammen, um verschiedene Bedeutungen zu bilden. Es ist ein wirklich ordentliches Feld, aber –
IRA FLATOW: Ich dränge darauf zurück. Das klingt für mich wie Sprache.
JON SAKATA: Es klingt ein bisschen wie Sprache, ein bisschen. Es gibt Leute, die dies studieren und über die sprachlichen Prinzipien im Vogelgesang nachdenken, und ich denke, es gibt sicherlich Phänomene, die Vögel machen, die der Sprache ähnlich sind, aber ich denke, wir würden nicht argumentieren, dass dies der gleiche Umfang der menschlichen Sprache ist in Bezug auf –
IRA FLATOW: Und Vögel, die menschliche Sprache imitieren können, machen sie etwas anderes?
JON SAKATA: Wir wissen es nicht. Wir wissen nicht viel über diese Art von Vögeln. Sie sind wirklich interessant. Ich meine, die Fähigkeit, menschliche Sprache nachzuahmen, hat wahrscheinlich etwas mit Dingen in der Peripherie zu tun, wissen Sie, also was können ihre Muskeln tun, der Schnabel und die Zunge, und können sie letztendlich diese Geräusche erzeugen.
Aber es ist wahrscheinlich nicht nur das, es gibt wahrscheinlich einige Unterschiede im Gehirn dieser Vögel, die menschliche Sprache imitieren können, und Vögel, die das nicht können. Aber letztendlich denke ich, dass ich vermute, dass sie die gleichen Schaltkreise verwenden, die gleichen Gehirnareale, um menschliche Sprache zu lernen oder wie man menschliche Sprache erzeugt, wie man lernt, wie man einen anderen Vogelgesang in diesen Nachahmungen erzeugt.
IRA FLATOW: In den Vögeln, die du studierst? Ich denke darüber nach, wie Papageien Menschen imitieren.
JON SAKATA: Nein, ja, das ist fantastisch. Wir wissen nichts darüber, wie Papageien das machen. Zebrafinken können das nicht.
IRA FLATOW: Das können sie doch nicht, oder?
JON SAKATA: Sie können ihr eigenes Artenlied singen, aber sie können uns nicht hallo sagen. Es wäre schön, wenn wir morgens eine Kolonie voller Vögel hätten, die uns hallo sagen, aber das haben wir nicht.
IRA FLATOW: Es könnte nach einer Weile ermüdend werden!
JON SAKATA: Vielleicht, ja.
IRA FLATOW: Was können wir also über den Menschen lernen? Wenn Sie die Gehirne dieser Vögel studieren, was wird es Ihnen über uns erzählen?
JON SAKATA: Nun, ich denke, es wurde viel geforscht, um diese Parallelen zwischen Vogelgehirnen und menschlichen Gehirnen zu finden. Und ich denke, es gibt eine Menge Beweise dafür, dass viele dieser Bereiche, die wir bei Singvögeln sehen, die für das Gesangslernen wichtig sind, den Bereichen, die wir für das Sprachenlernen und den Spracherwerb beim Menschen wichtig finden, sehr ähnlich sind.
Wenn wir also diese Prozesse bei Singvögeln untersuchen, können wir vielleicht einen Einblick in die Prozesse erhalten, die beim Spracherwerb beim Menschen beteiligt sind. Darüber hinaus können wir studieren- es gibt Menschen mit Defiziten, haben Kommunikationsstörungen, so Defizite beim Lernen, wie man spricht und wie Sprache zu produzieren. Und es gibt eine Reihe von Genen, die an diesen Kommunikationsstörungen beteiligt sind.
Und eine Sache, die wir tun können, ist, dass dieselben Gene exprimiert werden – viele dieser Gene werden in Singvögeln exprimiert, und wir können tatsächlich fragen, inwieweit diese einzelnen Gene – wenn Sie eine Variante in ein Singvogelgehirn einführen, kann das auch zu Kommunikationsdefiziten beim Singvogel führen? Sie können also wirklich helfen, nach den genetischen Substraten zu suchen, die Kommunikationsstörungen zugrunde liegen, indem Sie Singvögel als Tiermodellsystem verwenden.
IRA FLATOW: Ich bin Ira Flatow. Dies ist Science Friday von WNYC Studios. Finden Sie es, dass Vögel tatsächlich schlauer sind, als wir ihnen zuschreiben?
JON SAKATA: Ich denke, sie sind schlau darin, all die Dinge zu tun, die sie tun sollen, und ich denke, wir müssen uns nur die richtigen Tests einfallen lassen, um – aber ich denke, sie überraschen uns sehr.
IRA FLATOW: Ja. Waren Sie von ihren Gesangsfähigkeiten überrascht? Hat dich etwas überrascht?
JON SAKATA: Nein, ich meine, ich denke, die Menge, die sie singen, ist ziemlich erstaunlich. Wir haben einige Studien, in denen wir ihnen diese zufälligen Sequenzen gaben, und wir fanden heraus, dass sie – oh, sorry. Wenn Sie ihnen diese zufälligen Geräusche ihrer Zebrafinkengeräusche geben, ziehen sie Sequenzen heraus, die wirklich typisch für die Sequenzen sind, die Sie in freier Wildbahn sehen.
Wir denken also, dass das Gehirn voreingenommen ist, um diese speziestypischen Sequenzen zu lernen, die Sie sehen. Also gibst du ihnen diesen zufälligen Müll von Klängen, nun, zufälliges Sequenzdesign, sie ziehen Dinge heraus, die ihre Spezies für die Kommunikation verwenden würde.
IRA FLATOW: Interessant. Vielen Dank, Jon Sakata, außerordentlicher Professor für Biologie an der McGill University in Montreal. Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, heute bei uns zu sein.
Wir feiern diesen Monat Vogelgezwitscher und andere Brainy Bird Tricks mit unserem SciFri Book Club und lesen das Buch The Genius of Birds von Jennifer Ackerman. Und hier mit ein paar Updates darüber, was der Club getan hat, SciFri Produzent, Buch- und Vogel-Nerd, Christie Taylor.
CHRISTIE TAYLOR: Hey, Ira.
IRA FLATOW: OK, willkommen zurück. Was ist der Bericht aus dem Buchclub Trenches?
CHRISTIE TAYLOR: Nun, wir lesen seit ein paar Wochen. Und wir haben einige großartige On-Air-Gespräche über intelligente Vögel mit unseren Zuhörern auf Facebook darüber geführt, welche Arten von Intelligenz wir bei Vögeln messen können, einschließlich dieser großartigen Tricks der Navigation, Problemlösung und natürlich der Kommunikation, über die wir gerade gesprochen haben Dr. Sakata. Und dann, natürlich, andere nette Tricks, wie dieser Ken in Lawrence, Kansas, erzählte uns von der SciFri VoxPop App.
KEN: Der Freund in Hays, Kansas, der einen westlichen Königsvogel beobachtete, legte Zigarettenkippen in das Nest für die Jungen, weil er angeblich Zecken, Milben und andere Schädlinge abstößt, was ich für ein erlerntes Verhalten halte. Offensichtlich ist es keine genetische Programmierung. Ich finde das sehr schlau.
CHRISTIE TAYLOR: Das ist Ken in Kansas in unserer neuen Science Friday VoxPop-App, mit der Leute mit ihrem Telefonmikrofon verschiedene Science Friday-Fragen beantworten können. Und wir haben jetzt zwei Fragen wie diese für unsere Book Club-Leser. So können Sie mitmachen und die Science Friday VoxPop-App überall dort finden, wo Sie Ihre Apps erhalten.
Und Ira, unsere Zuhörer haben Geschichten über alle Arten von intelligentem Vogelverhalten erzählt, das sie gesehen haben – Kardinäle, die sie darum baten, den Vogelhäuschen aufzufüllen, Krähen, die Nüsse auf dem Bürgersteig knacken, Megan in San Jose sah eine Krähe, die abgestandene Pommes Frites in Wasser tauchte, um sie aufzuweichen.
IRA FLATOW: Das ist ziemlich schlau. Weißt du, ich liebe es, wie schlau Krähen sind, weil ich sie oft gesehen habe. Und wir haben etwas über die erstaunlichen Fähigkeiten der neukaledonischen Krähen zum Lösen von Rätseln gelernt. Ich lese nur im Buch, wie sie Werkzeuge herstellen, aber auch, wie sie Werkzeuge verwenden. Und sie benutzen Werkzeuge, um ein anderes Werkzeug zu bekommen, und sie werden ihnen schließlich das Essen geben, das sie brauchen.
CHRISTIE TAYLOR: Ja, und sie scheinen auch kulturelle Unterschiede in der Herstellung dieser Werkzeuge zu haben, je nachdem, wo sie leben. Sie geben dies durch Familien weiter.
Ich persönlich bin auch sehr begeistert von Bowerbirds. Sie machen diese wirklich schönen aufwendigen Nester. Jede Art scheint einen anderen Sinn für Ästhetik zu haben, Lieblingsfarben, Tricks mit Perspektive, die sie tun, um ihre Weibchen anzulocken, und vielleicht sogar ein Gefühl der Kunstfertigkeit, was eine lustige Debatte ist, die wir nächste Woche führen können.
IRA FLATOW: Nun, ist es für Neulinge zu spät, dem Buchclub beizutreten?
CHRISTIE TAYLOR: Absolut nicht. Sie können immer noch The Genius of Birds von Jennifer Ackerman aufgreifen und anfangen zu lesen, unsere Diskussionsgruppe auf Facebook finden und mit unserer iNaturalist Challenge nach Vögeln in Ihrer Nähe suchen. Machen Sie ein Foto auf Ihrem Handy, senden Sie es ein und Sie tragen wertvolle Citizen Science-Daten bei. Das ist alles auf ScienceFriday.com/BookClub .
IRA FLATOW: Bitte schön. Christie Taylor, Wissenschaft Freitag Produzent und Wrangler für unseren Buchclub.
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