Ученые из Университета Пенсильвании разработали инновационный метод анализа пения бенгальских зябликов, вдохновленный генеративными языковыми моделями, такими как ChatGPT. Исследование, опубликованное в Journal of Neuroscience, выявило структурные параллели между пением птиц и человеческим языком, что открывает новые горизонты для изучения нейробиологии коммуникации.
Исследование показало, что отношения между слогами в пении птиц напоминают контекстные зависимости в человеческом языке. Например, как значение фразы "flies like" ("летает как") меняется в зависимости от последующих слов, так и птицы демонстрируют чувствительность к контексту в последовательностях своих нот. Понимание этих паттернов может помочь раскрыть когнитивные и нейронные механизмы, лежащие в основе языка.
Деже Цзинь, ведущий автор исследования и профессор физики в Университете Пенсильвании, подчеркивает, что пение птиц — это идеальная модель для изучения языка. Бенгальские зяблики были выбраны из-за их ограниченного набора слогов, что позволяет анализировать их пение с высокой точностью. Ученые записали песни шести зябликов, каждый из которых демонстрировал уникальные контекстные зависимости.
Используя частично наблюдаемые марковские модели, исследователи создали модели, отражающие индивидуальные паттерны пения птиц. Этот метод учитывает контекстную зависимость, что повышает точность анализа и показывает, как птицы адаптируют свои песни в зависимости от предыдущих слогов.
Ученые также изучили зябликов с нарушениями слуха. У этих птиц наблюдалось значительное снижение контекстно-зависимых переходов между слогами, что указывает на важность слухового восприятия для развития сложных певческих паттернов. Это подчеркивает интерактивный характер вокального обучения у птиц.
Модели, созданные учеными, демонстрируют сходство с обработкой человеческого языка. Например, они генерируют конструкции, напоминающие грамматически правильные английские предложения. Это указывает на возможные параллели между нейронными механизмами, управляющими пением птиц и человеческой речью.
Это исследование ставит под сомнение уникальность человеческого языка. Если вокальные сигналы птиц имеют фундаментальное сходство с человеческим языком, это заставляет пересмотреть природу наших коммуникативных способностей. Это открывает новые возможности для изучения нейронных основ как пения птиц, так и человеческой речи.
Ученые планируют изучить, как конкретные нейронные состояния связаны с производством слогов. Это может пролить свет на то, как мозг птиц обрабатывает и генерирует последовательности звуков, что поможет лучше понять эволюцию коммуникации.
Исследование подчеркивает важность дальнейшего изучения поведенческой науки и нейробиологии. Параллели между пением птиц и человеческим языком не только углубляют наше понимание коммуникации как биологического явления, но и ставят философские вопросы о сущности языка. Это открытие напоминает нам, что природа полна удивительных связей, которые могут изменить наше представление о мире.