Loài chim học hót như thế nào?

Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành xây dựng mô hình toán học để giải thích tại sao loài chim có thể hót đúng âm điệu.

“Chúng tôi đã xây dựng mô hình toán học đầu tiên sử dụng các nhận biết của loài chim để đánh giá khả năng học tập của chúng”, nhà sinh học Samuel Sober cho biết. Các nhà khoa học hi vọng mô hình này cũng có thể được ứng dụng đối với các loài khác, bao gồm cả con người.

Sober tiến hành cuộc nghiên cứu cùng với nhà vật lý học Michael Brainard thuộc trường Đại học California, San Francisco.

Nghiên cứu của họ được đăng trên Kỷ yếu của Viện hàn lâm khoa học quốc gia (Mỹ), chỉ ra rằng những con chim trưởng thành có thể sửa chữa các khác biệt nhỏ trong thanh âm nhanh hơn và tốt hơn các khác biệt lớn.

Sober lấy loài chim sẻ Bengalese làm mẫu để nghiên cứu cơ chế điều chỉnh các lỗi sai trong thanh âm của bộ não.

Cũng tương tự như con người, loài chim học phát ra âm thanh qua lắng nghe các con chim trưởng thành. Vài ngày sau khi nở, chim sẻ Bengalese bắt đầu bắt chước tiếng kêu của chim trưởng thành. “Ban đầu, tiếng của chúng rất khác và không nhận ra được”, Sober cho biết.

Chim sẻ non tiếp tục thực hành, lắng nghe tiếng của mình và sửa các lỗi sai cho đến khi chúng có thể hót giống những con chim lớn hơn.

Chim non cũng như những đứa trẻ, chúng mắc rất nhiều lỗi khi học phát âm. Khi chúng lớn hơn, khoảng cách giữa các lỗi sai rút ngắn lại. Có một giả thuyết cho rằng não của người cũng như chim trưởng thành có xu hướng loại bỏ các khác biệt lớn và chú ý nhiều hơn vào các khác biệt nhỏ.

“Để sửa chữa lỗi sai, bộ não phải dựa vào các cảm giác”, Sober giải thích. “Vấn đề là, khó có thể tin vào các cảm giác, ví dụ khi có tiếng ồn từ môi trường bên ngoài, bộ não có thể cho rằng nó nghe nhầm và bỏ qua các cảm nhận của giác quan”.

“Dù bạn là một nghệ sĩ opera hay là một con chim thì cũng luôn có những âm điệu khác nhau trong bản thân giọng nói của bạn”, Sober nói. “Khi bộ não nhận biết có sự sai khác trong cao độ âm thanh, một cách đơn giản nó sẽ đánh giá xem sự sai khác này chỉ là một “tiếng ồn” chẳng liên quan gì hay thực sự là một lỗi trong phát âm”.

Các nhà nghiên cứu muốn đo lường mối quan hệ giữa kích thước của các sai biệt trong thanh âm và khả năng điều chỉnh các sai biệt của bộ não. Cuộc thử nghiệm được tiến hành trên loài chim sẻ trưởng thành.

Khi con chim hót qua microphone, các nhà nghiên cứu sử dụng thiết bị xử lý âm thanh chỉnh lại cao độ của tiếng chim và thay đổi cách con chim nghe chính giọng hót của nó để nó nghĩ rằng nó đang hót sai.

“Khi chúng tôi chỉ thay đổi cao độ tiếng hót một chút, con chim đã phát hiện sự khác biệt rất tốt và điều chỉnh lại tiếng hót rất nhanh”, Sober cho biết. “Khi chúng tôi điều chỉnh để tiếng hót của nó cho khác biệt nhiều hơn với tiếng hót ban đầu, con chim nhận biết điều này kém hơn, và ở một mức độ khác biệt nào đấy, nó hoàn toàn không phát hiện ra”.

Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu có được để xây dựng mô hình thống kê kích thước của lỗi sai trong thanh âm và mức độ và ngưỡng sai khác mà ở đó một con chim nhận biết được. Hiện tại các nhà khoa học đang tiến hành thêm nhiều thử nghiệm để kiểm tra và điều chỉnh mô hình.

“Chúng tôi hi vọng rằng mô hình toán học này có thể được ứng dụng để hỗ trợ phát triển hệ thống liệu pháp phục hồi giọng nói cho con người, đồng thời giúp chúng ta hiểu thêm về hoạt động nhận biết của bộ não”, Sober nói.