Des scientifiques traduisent l’activité musculaire vocale des oiseaux pendant le sommeil en chansons synthétiques

Pendant le sommeil, de manière sporadique, il est possible de trouver des schémas d’activité neuronale dans des zones du cerveau aviaire qui sont activées lors de la génération du chant. Il a été récemment découvert que dans les muscles vocaux d’un oiseau endormi, il est possible de détecter des schémas d’activité lors de ces rediffusions silencieuses. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Université de Buenos Aires et du CONICET ont utilisé un modèle de systèmes dynamiques pour la production de chants chez les oiseaux du sous-ordre des Tyranni afin de traduire l’activité des muscles vocaux pendant le sommeil en chants synthétiques.

Le grand Kiskadee (Pitangus sulfuratus) à Beeville, Texas, États-Unis, en juillet 2011. Crédit image : Tess Thornton / CC BY-SA 3.0 Deed.

“Les rêves sont l’une des parties les plus intimes et insaisissables de notre existence”, a déclaré le Dr Gabriel Mindlin, auteur principal de l’étude.

« Savoir que nous partageons cela avec une espèce aussi éloignée est très émouvant. Et la possibilité d’entrer dans l’esprit d’un oiseau qui rêve – en écoutant le son de ce rêve – est une tentation à laquelle il est impossible de résister.

Il y a quelques années, le Dr Mindlin et ses collègues ont découvert que ces schémas d’activité neuronale descendaient jusqu’aux muscles seringues, l’appareil vocal de l’oiseau.

Ils peuvent capturer les données d’activité musculaire des oiseaux endormis via des électrodes d’enregistrement, appelées électromyographie, puis utiliser un modèle de système dynamique pour les traduire en chants synthétiques.

« Au cours des 20 dernières années, j’ai travaillé sur la physique du chant des oiseaux et sur la façon de traduire les informations musculaires en chants », a déclaré le Dr Mindlin.

“De cette façon, nous pouvons utiliser les modèles d’activité musculaire comme paramètres dépendants du temps d’un modèle de production de chants d’oiseaux et synthétiser le chant correspondant.”

Activité électromyographique des trilles enregistrée pendant le sommeil et sons synthétiques générés par le modèle dynamique. Crédit image : Döppler et autres., est ce que je : 10.1063/5.0194301.

De nombreuses espèces d’oiseaux ont une musculature complexe, donc traduire l’activité de la seringue en chant est un peu un défi.

« Pour ce premier travail, nous avons choisi le grand Kiskadee (Pitangus sulfuratus), un membre de la famille des moucherolles et une espèce pour laquelle nous avions récemment découvert ses mécanismes physiques de chant, et présenté quelques simplifications », a déclaré le Dr Mindlin.

“En d’autres termes : nous avons choisi une espèce pour laquelle la première étape de ce programme était viable.”

Entendre les sons émergeant des données d’un oiseau rêvant d’un affrontement territorial avec une crête de plumes relevée – un geste qui pendant la journée est associé à un trille utilisé dans les affrontements – a été incroyablement émouvant pour les auteurs.

« J’ai ressenti une grande empathie en imaginant cet oiseau solitaire recréant dans son rêve une dispute territoriale. Nous avons plus de points communs avec d’autres espèces que nous ne le pensons habituellement », a déclaré le Dr Mindlin.

L’étude présente la biophysique comme un nouvel outil exploratoire capable d’ouvrir la porte à l’étude quantitative des rêves.

“Nous souhaitons utiliser ces synthèses, qui peuvent être mises en œuvre en temps réel, pour interagir avec un oiseau pendant qu’il rêve”, a déclaré le Dr Mindlin.

“Et pour les espèces qui apprennent, d’aborder les questions sur le rôle du sommeil lors de l’apprentissage.”

L’étude a été publiée dans la revue Chaos.

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Juan F. Döppler et autres. 2024. Synthèse des rêves aviaires en vedette. Chaos 34 (4) : 043103 ; est ce que je: 10.1063/5.0194301