IRA FLATOW: Dette Er Vitenskap fredag. Jeg Er Ira Flatow. Hvis du noen gang har sett en baby lære å snakke, vet du at det er en rotete prosess fordi først babyen må høre deg snakke, så er det den babbling, rett, alt som tilfeldig lyd som babyen begynner å finne ut hvordan du bruker musklene til å lage lydene som den hører fra voksne.

og til slutt begynner babyen å finne ut av det, og du får de første spennende ordene. Og så før du vet ordet av det, babyen er alle vokst opp, forsvare sitt territorium, og frieriet kamerater.

Å, vent, vent-sa jeg menneskebabyer? Jeg burde ha sagt alt dette er hvordan sangfugler– som sebrafinken du nettopp hørte-lærer å produsere de kompliserte mønstrene av notater de må huske hvis de vil ha noen sjanse til reproduktiv suksess i voksen alder. Men i laboratorier som studerer disse fuglene, tenker forskerne også på parallellene mellom fuglelæring og menneskelig tale.

Fuglesang er en av de nærmeste analogene i naturen til hvordan vi snakker, viser det seg, og å studere hvordan fugler lærer i barndommen kan åpne vinduer inn i hjernen vår. Her med mer å snakke om det, min gjest, Dr. Jon Sakata, lektor i biologi Ved McGill University I Montreal. Godt å ha deg.

JON SAKATA: Hei, Ira, takk for å ha meg.

IRA FLATOW: Takk for at du kom ned. Så hvor nær er fuglesang til menneskelig tale?

JON SAKATA: Vi tror det er mange paralleller mellom fuglesang og menneskelig tale, og du har skissert mange av dem i beskrivelsen din. Bare å tenke på prosessen der fugler må lære å produsere sine egne vokaliseringer, deres egne arter-typiske vokaliseringer, ligner virkelig på hvordan barn må finne ut hvordan de skal produsere disse talelydene for å kommunisere med andre i deres miljø.

så de går gjennom dette, det er fundamentalt det samme på tvers av arter som lærer sine egne vokaliseringer. Så det innebærer først å lære lydene av lyden du bruker til å kommunisere, og deretter innebærer å lære å produsere disse lydene, så å finne ut motorens mønstre eller motorkommandoene for å produsere de spesielle lydene.

nå er den første fasen bare å huske lydene av de voksne rundt dem og deretter huske en sang som de til slutt vil synge, det er liksom deres målsang. Og så går de gjennom dette, som du sa, de babler, og de begynner å praktisere, og de finner ut ting. Noen ganger får de ting galt, noen ganger får de ting riktig, og når de får ting riktig, hjernen sier, aha, det er flott. Du gjorde noe bra, fortsett med det. Og til slutt vokser de opp med å synge sine egne sanger.

IRA FLATOW: er dette unikt for fugler, denne typen læring? Gjør andre dyr dette?

JON SAKATA: vel, Det er en håndfull andre fugler – så det er sangfugler, så innenfor de store fuglene er det sangfugler. Det er ca 4000 til 5000 sangfugler som lærer sine egne sanger. Det er også kolibrier som lærer sine egne sanger, og også papegøyer, de er ganske godt kjent for å være vokale elever.

men utenfor fugler er det en rekke pattedyr. For eksempel, vel, mennesker er en av de viktigste vi tenker på. Flaggermus er også vokale elever.

IRA FLATOW: Flaggermus? Wow.

JON SAKATA: Flaggermus, ja. Og så dette er en relativt– folk har blitt å sette pris på at mer og mer i de siste par tiårene. Hvaler som delfiner og hvaler, også vokale elever. Og det er noen nye bevis på at elefanter kan etterligne menneskelige lyder, så det er vokal læring i elefanter. Så det er en ganske fin gruppe vertebrater som kan lære vokaliseringene.

Og det er ikke så mye studert i de andre systemene, Men det er veldig godt studert hos fugler, og vi vet at hele prosessen med sensorisk læring og deretter vokal praksis og finish i motorisk læring. Men jeg tror det kommer til å bli fleshed ut– min innsats er at det til slutt kommer til å være det samme i flaggermus og elefanter.

IRA FLATOW: Interessant. Jeg vil bringe tilbake den fuglen vi hørte før da jeg gjorde introduksjonen. La oss høre det igjen.

Sebrafink?

JON SAKATA: Ja.

IRA FLATOW: OK, så hva er zebra finch fortelle oss?

JON SAKATA: Det sier, dette er meg. Jeg synger. Og det gjør dette hele tiden. Så hva gjør den? Vi vet ikke. Vi prøver å finne ut av det. Men det synger mye. Og den synger når den er av seg selv.

det synger når det er frierføtter en kvinne. Og det er virkelig, sangen som den produserer når det er frierføtter en kvinne, det er virkelig en av de viktigste tingene som kvinner bruker til å velge hvem du skal pare seg med. Og så må fuglen gjøre dette veldig bra.

så han tilbringer mye tid-det vi tenker, når han synger alene, er at vi faktisk tror han kan øve bare for å sikre at han holder opp sine vokale ferdigheter. Og så når han ser en kvinne, er han i sin ultimate, sin beste ytelse, og han viser frem sine vokale ferdigheter, hvis du vil.

IRA FLATOW: Så du har et laboratorium fullt av disse fuglene?

JON SAKATA: vi har en lab full.

IRA FLATOW: Hva et støyende sted!

JON SAKATA: vel, det ville være deilig å ha dem bare flyr rundt, men vi har dem i lyddempede kamre slik at vi kan ha opptak av dem i et akustisk rent miljø, akkurat som du har her i studio. Men vi har dem også flyr rundt, så vel, i andre deler.

IRA FLATOW: så du prøver å finne ut hva som skjer i hjernen deres når de gjør sangene?

JON SAKATA: Ja.

IRA FLATOW: Det er det du prøver å gjøre.

JON SAKATA: både læringen av sangen, og produksjonen av sangen også. Så vi tror at sangfugler er veldig interessante. Jeg mener, det er mange dyr som kommuniserer med hverandre med lyder, men sangfugler, tror jeg, er veldig interessante og jeg tror spesielle fordi de ikke er født med denne evnen til å produsere sine egne artssanger, men fordi de må lære dem. Og så studerer den læringsprosessen, tror jeg, det som virkelig gjør sangfugler til et interessant og viktig modellsystem å studere med hensyn til hjernemekanismer.

IRA FLATOW: Så har de et senter i hjernen som vi kanskje har?

JON SAKATA: DE har mange sentre, så –

IRA FLATOW: for disse sangene?

JON SAKATA: Ja, det er en rekke hjerneområder som er koblet til hverandre som har paralleller i den menneskelige hjerne. Så for eksempel er det en del av hjernen– en rekke sammenhengende hjerneområder-kalt basalganglia, og folk tenker på det mye hos mennesker med hensyn til bevegelse. Og når Ting går galt I Parkinsons sykdom, har du ofte noen ting som går galt i basalgangliene selv.

men det som er pent om sangfugler er at de også har denne basalganglia, og i basalganglia har de denne spesialiserte delen Kalt Area X– Det er et veldig attraktivt navn.

IRA FLATOW: Område X.

JON SAKATA: Område X. jeg liker måten du sier det på.

IRA FLATOW: DET er ET TV-show som kommer opp om fugler.

JON SAKATA: Nøyaktig. Så dette området er spesialisert for sang læring. Og hvis du roter med aktivitet i det hjerneområdet under utvikling, lærer fugler ikke sangene sine spesielt godt. Og så tror vi at det er deler av de menneskelige basalgangliene som også er viktige for vokal læring, og som ligner på Dette Området X du ser hos fugler.

IRA FLATOW: du vet, i folk sier vi at folk lærer ting bedre tidligere i livet. Er det det samme med fuglene som lærer sangene sine, eller lærer de det hele livet?

JON SAKATA: det er artsforskjeller i hvor lenge de– for hvor gamle de kan fortsette å lære sine sanger for. Så sebrafinkene som vi studerer, lærer de bare sangene sine i løpet av den første måneden eller to av deres liv. Og så er det et veldig begrenset utviklingsvindu. Og disse sebrafinkene synger en sang hele livet. Så denne en eller to måneders utvikling er veldig viktig for dem å lære og krystallisere sangene sine.

Men det er andre arter, som mockingbirds og Europeiske starlings, som er det vi kaller åpne elever som kan lære sanger gjennom hele livet. Og så er vi veldig interessert i å prøve å finne ut hva som er forskjellig i hjernen til disse to forskjellige typer fugler.

IRA FLATOW: FORDI DE etterligner andre fugler, ikke sant?

JON SAKATA: Ja, det er fantastisk. De kan til og med etterligne nonavian lyder, så bilalarmer, for eksempel, er et klassisk eksempel på hva mockingbirds kan gjøre, ikke sant? Og hvordan gjør de det? Vi vet ikke. Men vi prøver å finne ut av det.

IRA FLATOW: og så undersøker laboratoriet om sanglæring også påvirkes av sosial interaksjon – hva mener du med det–

JON SAKATA: så mennesker– babyer, barn– kan lære av å se på videoer og lære å si bestemte ting, men det er ikke spesielt robust læring. Og vi som folk lærer mye bedre hvis vi får lov til å samhandle sosialt med en voksen eller med en peer, og det fører til mer robust og effektiv læring. Og det samme skjer i sangfugler.

når du har en ungfugl som blir undervist av en annen voksen, lærer den fuglen sangen til den voksne fuglen mye bedre enn i forhold til en ungfugl som er plassert individuelt og bare hører sang som spilles passivt ut av en høyttaler. Så vi sammenligner denne sangen læring under sosiale situasjoner eller sosiale sammenhenger og sang læring som svar på passiv eksponering for sang. Og vi ser igjen mer robust læring når ungdommer får lov til å samhandle sosialt med voksne.

IRA FLATOW: Hmm. Er fuglesang et språk? Snakker fuglene med hverandre?

JON SAKATA: SÅ som songbird forskere, prøver vi å være veldig forsiktig med hva vi sier fuglesang er analog med. Og så for det meste sier vi at fuglesang er analog med tale og ikke til språk, i seg selv.

IRA FLATOW: Forresten, Så hva er forskjellen? Tale, språk.

JON SAKATA: Ja, så når vi snakker om det, som forskere når vi snakker om det, tenker vi på tale som en slags motor som egentlig bare-hvordan produserer du lydene som utgjør språk? Og når vi snakker om språk, tenker vi på det semantiske innholdet, syntaksen, slags meningen som er innenfor språket selv som vi prøver å kommunisere.

og vi vet at fugler kommuniserer spesielle ting med deres vokaliseringer, men repertoaret av betydninger av ting de kommuniserer er mye mer begrenset enn det vi ser på menneskelig språk. Så vi tror at de ikke kan formidle et uendelig antall ting om miljøet så langt vi kan fortelle. Og så tror vi at det som er mest parallell mellom fuglesang og menneskelig tale, er liksom produksjonsaspektet av det.

IRA FLATOW: SÅ du sier at fugler ikke tar forskjellige små sanger og setter dem sammen som om vi ville ta forskjellige ord mens vi snakker?

JON SAKATA: noen fugler gjør det, men ikke i samme grad som mennesker gjør. Det er denne tingen kalt kombinatorisk syntaks, og noen fugler setter forskjellige samtaler sammen for å danne forskjellige betydninger. Det er et veldig pent felt– men –

IRA FLATOW: jeg skyver tilbake på dette. Det høres ut som tale til meg.

JON SAKATA: det høres litt ut som språk, litt. Det er folk som studerer dette og tenker på de språklige prinsippene i fuglesang, og jeg tror det er sikkert fenomener som fugler gjør som er lik språk, men jeg tror vi ikke vil hevde at det er det samme omfanget av menneskelig språk når det gjelder–

IRA FLATOW: og fugler som kan etterligne menneskelig tale, gjør de noe annerledes?

JON SAKATA: Vi vet ikke. Vi vet ikke så mye om slike fugler. De er veldig interessante. Jeg mener, evnen til å etterligne menneskelig tale har sannsynligvis noe å gjøre med ting i periferien, du vet, så hva kan musklene gjøre, nebbet og tungen, og kan de til slutt produsere de lydene.

Men det er nok ikke bare det også, det er sannsynligvis noen forskjeller i hjernen til disse fuglene som kan etterligne menneskelig tale og fugler som ikke kan gjøre det. Men til slutt tror jeg, min gjetning er at de bruker de samme kretsene, de samme hjerneområdene for å lære menneskelig tale eller hvordan man produserer menneskelig tale som å lære å produsere en annen fuglesang i disse etterligningene.

IRA FLATOW: i fuglene som du studerer? Jeg tenker som papegøyer imitere folk.

JON SAKATA: Nei, ja, det er fantastisk. Vi vet ikke noe om hvordan papegøyer gjør det. Og sebrafinker kan ikke gjøre det.

IRA FLATOW: De kan ikke gjøre det, va?

JON SAKATA: DE kan synge sin egen artssang, men de kan ikke si hei til oss. Det ville vært fint om vi hadde en koloni full av fugler som sa hei til oss om morgenen, men vi har ikke det.

IRA FLATOW: Det kan bli kjedelig etter en stund!

JON SAKATA: det kan, ja.

IRA FLATOW: så hva kan vi lære om mennesker? Hvis du studerer hjernen til disse fuglene, hva skal det fortelle deg om oss?

JON SAKATA: vel, jeg tror det har vært mye forskning på å prøve å finne disse parallellene mellom fuglehjerner og menneskelige hjerner. Og jeg tror det er mye bevis for å si at mange av disse områdene som vi ser i sangfugler som er viktige for sanglæring, ligner på områder som vi finner viktige for talelæring og oppkjøp hos mennesker.

Så hvis vi studerer disse prosessene i sangfugler, kan vi kanskje få litt innsikt i prosessene som er involvert i taleoppkjøp hos mennesker. Videre kan vi studere-det er personer med underskudd, har kommunikasjonsforstyrrelser, så underskudd i å lære å snakke og hvordan å produsere språk. Og det er en rekke gener som har vært involvert i disse kommunikative lidelsene.

og en ting vi kan gjøre er at de samme genene uttrykkes i-mange av de samme genene uttrykkes i sangfugler, og vi kan faktisk spørre, i hvilken grad gjør disse individuelle genene– hvis du introduserer en variant i en sangfuglhjerne, kan det også føre til underskudd i kommunikasjon i sangfuglen? Så du kan virkelig se etter de genetiske substratene som ligger til grunn for kommunikasjonsforstyrrelser ved å bruke sangfugler som et dyremodellsystem.

IRA FLATOW: Jeg Er Ira Flatow. Dette Er Science Friday Fra WNYC Studios. Synes du det er at fugler faktisk er smartere enn vi gir dem kreditt for?

JON SAKATA: jeg tror de er klare til å gjøre alle de tingene de er ment å gjøre, og jeg tror vi bare må komme opp med de riktige testene til-men jeg tror de overrasker oss mye.

IRA FLATOW: Ja. Ble du overrasket over deres evne til å synge? Er det noe som overrasker deg?

JON SAKATA: Nei, jeg mener, jeg tror beløpet de synger er ganske fantastisk. Vi har noen studier der vi ga dem disse tilfeldige settene av sekvenser, og vi fant ut at det som skjer er at de-oh, sorry. Når du gir dem disse tilfeldige lydene av deres zebra finch lyder, trekker de ut sekvenser som er veldig typiske for sekvensene du ser i naturen.

så vi tror at hjernen er partisk for å lære disse art-typiske sekvensene du ser. Så du gir dem dette tilfeldige søppelet av lyder, vel, tilfeldig sekvensdesign, de trekker ut ting som deres art ville bruke til kommunikasjon.

IRA FLATOW: Interessant. Tusen takk, Jon Sakata, lektor i biologi Ved McGill University I Montreal. Takk for at du tok deg tid til å være med oss i dag.

vi feirer fuglesang og andre brainy fugl triks denne måneden Med Vår SciFri Bokklubb, lese boken The Genius Of Birds Av Jennifer Ackerman. Og her med et par oppdateringer om hva klubben har gjort, SciFri produsent, bok Og fugl nerd, Christie Taylor.

CHRISTIE TAYLOR: Hei, Ira.

IRA FLATOW: OK, velkommen tilbake. Hva er rapporten fra bokklubben skyttergravene?

CHRISTIE TAYLOR: Vel, vi har lest i et par uker nå. Og vi har hatt noen gode samtaler om smarte fugler med våre lyttere På Facebook om hva slags intelligens vi kan måle hos fugler, inkludert disse flotte triksene med navigasjon, problemløsing og selvfølgelig kommunikasjonen vi nettopp snakket om Med Dr. Sakata. Og så, selvfølgelig, andre pene triks, som Denne Ken I Lawrence, Kansas, fortalte oss om På SciFri VoxPop app.

KEN: Vennen I Hays, Kansas, som så en vestlig kingbird sette sigarettsneiper i reiret for de unge fordi det angivelig frastøter flått, midd, og andre skadedyr, som jeg tror er en lært atferd. Det er ikke genetisk programmering. Jeg tror det er veldig smart.

CHRISTIE TAYLOR: Det Er Ken I Kansas på vår nye Science Friday VoxPop app, som lar folk chime inn på ulike Science Friday spørsmål ved hjelp av telefonmikrofonen. Og vi har to slike spørsmål akkurat nå for våre bokklubblesere. Så du kan bli med på i, og finne Science Friday VoxPop app uansett hvor du får dine apps.

Og Ira, våre lyttere har delt historier om all slags smart fugleadferd de har sett-kardinaler ber dem om å fylle på fuglmateren– kråker som knekker nøtter på fortauet, megan i San Jose så en kråke dipping foreldede pommes frites i vann for å myke dem opp.

IRA FLATOW: Det er ganske smart. Du vet, jeg elsker hvor smarte kråker er fordi jeg har sett dem mye. Og vi har lært om New Caledonian crows ‘ fantastiske puslespillløsende evner. Bare leser i boken hvordan de lager verktøy, men også hvordan de bruker verktøy. Og de bruker verktøy for å få et annet verktøy, og de vil til slutt få dem maten de trenger.

CHRISTIE TAYLOR: Ja, og de ser også ut til å ha kulturelle forskjeller i hvordan de lager disse verktøyene, avhengig av hvor de bor. De sender dette gjennom familier.

jeg blir også personlig begeistret for bowerbirds. De gjør disse virkelig vakre forseggjorte reir. Hver art ser ut til å ha en annen følelse av estetikk, favorittfarger, triks med perspektiv som de gjør for å lokke sine kvinner, og kanskje til og med en følelse av artistry, som er en morsom debatt vi kan ha neste uke.

IRA FLATOW: Vel, Er det for sent for nykommere å bli med i bokklubben?

CHRISTIE TAYLOR: Absolutt Ikke. Du kan fortsatt plukke Opp Genius Of Birds Av Jennifer Ackerman og begynne å lese, finne vår diskusjonsgruppe På Facebook, og gå på jakt etter fugler i nærheten av deg med vår iNaturalist challenge. Ta et bilde på telefonen, send det inn, og du vil bidra med verdifulle borgervitenskapsdata. Det er alt på ScienceFriday.com/BookClub.

IRA FLATOW: Der går du. Christie Taylor, Science Friday produsent og wrangler for vår bokklubb.

Copyright © 2019 Science Friday Initiative. Alle rettigheter reservert. Science Friday transkripsjoner er produsert på en stram frist av 3Play Media. Troverdigheten til den opprinnelige lyd-eller videofilen som ble sendt/publisert, kan variere, og teksten kan bli oppdatert eller endret i fremtiden. For den autoritative record of Science fridays programmering, vennligst besøk den opprinnelige luftet / publisert opptak. For vilkår for bruk og mer informasjon, besøk våre retningslinjer sider på http://www.sciencefriday.com/about/policies/