Des enregistrements d'activité cérébrale dans les perruches révèlent des ensembles de cellules cérébrales qui représentent des sons différents comme des touches sur un clavier – une structure jamais vue auparavant dans aucun cerveau d'oiseau
Budgegars a des capacités vocales exceptionnelles
Les perruches sont quelques-uns des oiseaux les plus riches, et cela se reflète dans leur cerveau. Les cerveaux de perdeur contiennent une carte des sons vocaux, qui est similaire à celui trouvé dans le cerveau humain et n'a été vu dans aucun autre oiseau.
«Nous avons constaté qu'il y avait une représentation des sons vocaux dans une partie du cerveau qui est analogue à une région de discours clé du cerveau humain», explique Michael Long à la New York University School of Medicine.
Budgegars (Melopittacus undulatus)), également connu sous le nom de perruches, sont de petits perroquets originaires d'Australie. Ce sont des apprenants vocaux spectaculaires, capables d'imiter une variété de sons, y compris la parole humaine. Une perruche appelée Puck avait un vocabulaire d'environ 1728 mots, selon Guinness World Records. «La capacité d'imiter vocalement est quelque chose qui est extrêmement rare dans le règne animal», explique Long.
Avec Zetian Yang, également à l'école de médecine de NYU, il a longtemps utilisé des sondes en silicium pour enregistrer l'activité électrique dans les cerveaux des perruches. Ils se sont concentrés sur une partie du cerveau antérieur, le noyau central de l'arcopallium antérieur, qui était connu pour être impliqué dans le contrôle moteur des vocalisations. Alors que les perruches ont fait des appels, Long et Yang ont suivi la façon dont leur activité électrique a changé.
«Notre étude a été la première à mesurer l'activité dans le cerveau du perroquet pendant la vocalisation», explique Long.
La paire a trouvé des neurones dans le noyau central de l'arcopallium antérieur qui n'étaient actifs que lorsque les perruches ont émis des sons spécifiques. «Il y a des cellules qui sont actives pour les consonnes», explique Long. D'autres font des voyelles, avec certains actifs pour les sons aigus et d'autres pour le bas.
Long compare cette structure cérébrale à un clavier. «Il a ce type de clés, ou dans ce cas, un ensemble de cellules cérébrales, qui peut représenter chacun de ces résultats vocaux, puis jouer ce qu'il veut», dit-il. « Ce que le perroquet a présenté, c'est cette belle solution élégante pour faire des sons vocaux. » Les cerveaux humains ont des cartes vocales similaires.
Long et Yang ont répété leurs expériences sur les pinsons zébrés (Taeniopygia guttata), qui ne sont pas des mimiques vocales. «Ils ont une seule chanson qu'ils apprennent», explique Long. «C'est environ une seconde, parfois moins.» Perfectionner cela leur prend des mois.
Contrairement aux Budgegars, les pinsons de zèbre n'ont montré aucun signe d'une «carte» de sons vocaux dans leur cerveau. Au lieu de cela, «un pinson zébré développe ce code vraiment presque impénétrable pour sa chanson», explique Long. Il dit que les cerveaux Budgie utilisent un système simple et intuitif pour produire leurs appels complexes, tandis que les cerveaux du pinson zébré utilisent un système complexe pour rendre quelque chose de simple.
«Cela montre que l'activité neuronale et le comportement vocal associé se rapprochent entre les perroquets et les humains que les perroquets avec des oiseaux chanteurs», explique Erich Jarvis à l'Université Rockefeller à New York.
«Presque tout ce que nous savons sur la base mécaniste détaillée des vocalisations apprises provient de quelques espèces d'oiseaux chanteurs qui chantent des chansons relativement simples», explique Jesse Goldberg à l'Université Cornell à New York. «Les perroquets offrent donc une occasion incroyable d'étudier à la fois les mécanismes et l'évolution de l'apprentissage vocal complexe et de la production.»
Il y a plusieurs raisons possibles pour que les perruches aient évolué le mimétisme, explique Zhilei Zhao à l'Université Cornell. L'une est la parade nuptiale. «Les femmes préfèrent en fait les hommes qui ont de meilleures capacités d'imitation», dit-il, et si le mâle perd la capacité, «la femme devient plus susceptible de le tromper». Les perruches ont également une vie sociale très dynamique: «Ils forment de petits groupes pendant quelques jours.» Une fois qu'un groupe s'est établi, les membres commencent à passer des «appels de contact» distinctifs. «Les gens pensent que cela pourrait être comme un mot de passe pour ce groupe», explique Zhao.
D'autres mimiques qualifiées peuvent avoir des cartes vocales similaires dans leur cerveau, suggèrent longtemps: « Ma très forte supposition serait que d'autres perroquets ont la même fonctionnalité, mais cela n'a tout simplement pas été exploré. » Il soupçonne également que les lyrebirds, qui sont des mimiques phénoménales qui peuvent même imiter des sons artificiels comme des volets de caméras, ont quelque chose de similaire.
À long terme, de longs espoirs que l'étude de la façon dont les perruches génèrent leurs sons nous aideront à comprendre les troubles de la parole chez les gens. Ceux qui ont eu des accidents vasculaires cérébraux éprouvent souvent une aphasie: l'incapacité à appeler le bon mot à l'esprit. «Vous atteindrez ce mot et il n'est pas là», explique Long. «Maintenant, nous avons une chance de comprendre ce que je pense être à l'origine de nombreux troubles de la communication qui affectent les gens de manière dévastatrice.»
