Avant que les tout-petits n’apprennent à maîtriser le comptage symbolique – où « un » représente un seul objet et « deux » indique le double – ils passer par une étape de développement du décompte verbal. Au cours de cette phase, lorsqu’on lui demande combien de pommes il y a dans un groupe de trois, un jeune enfant peut répondre « une, une, une » ou « un, deux, trois » ou « pomme, pomme, pomme », sous forme de prototype. compte. Ils comprennent qu’il y a trois pommes, mais ils n’ont pas encore la capacité d’exprimer ce nombre sous la forme abstraite de « trois », seul.
Inspiré par ces connaissances, Diane Liao, neurobiologiste et chercheur postdoctoral à l’Université de Tübingen en Allemagne, a décidé de poser la question évidente : les corbeaux peuvent-ils le faire aussi ? Alerte spoiler : ils peuvent, selon une étude unique en son genre publié le 23 mai dans la revue Science. Selon la nouvelle recherche, les corneilles noires peuvent contrôler leurs vocalisations et faire correspondre le nombre de ces appels à un signal, sous une forme de proto-comptage.
L’étude s’ajoute à la croissance longue liste de capacités cognitives que possèdent les corvidés (la famille des oiseaux comprenant les corbeaux, les corbeaux, les pies et les geais). Le nouveau travail contribue également à la recherche des origines évolutives de la capacité mathématique des humains. En étudiant les capacités et les limites des autres animaux, les scientifiques peuvent avoir une meilleure idée d’où et comment vient notre propre capacité de calcul.
“C’est une étude vraiment intéressante” Jessica Cantonprofesseur de psychologie à l’Université Carnegie Mellon qui étudie le raisonnement quantitatif et n’a pas été impliqué dans l’enquête sur le corbeau, raconte Science populaire. Chez l’humain, la connexion entre le système vocal et notre cerveau mathématique est un élément clé de notre sens des nombres. « Lorsque vous commencez à utiliser des vocalisations pour représenter des choses dans le monde, cela change en quelque sorte votre façon de penser… [is the way that] le comptage apparaît chez les humains au fil du développement et de l’évolution », explique-t-elle. “Il n’était pas clair qu’un autre animal puisse faire cela”, ajoute-t-elle jusqu’à présent.
Des recherches antérieures – impliquant généralement des coups de bec, des pressions sur des boutons, des choix alimentaires, des clics sur un écran, des mouvements de tête ou des chants des mains – ont démontré que les corbeaux, les chimpanzés, les singes, les perroquets, les rats, les abeilles, les poulets et d’autres animaux ont effectivement un certain niveau. de raisonnement quantitatif – y compris faire la distinction entre différentes quantités de choses, conduisant arithmétique de basemême, rarement, conceptualiser zéro. Mais le niveau de contrôle vocal des humains est unique parmi les animaux. Même les autres primates « sont très mauvais pour produire des vocalisations de type langage humain », explique Cantlon. « Je pense que les gens ont en quelque sorte renoncé à amener les primates à [vocalize] dans des tâches de raisonnement quantitatif.
Les corbeaux ne sont qu’une entrée sur la longue liste d’espèces qui émettent des sons, s’ajoutant à la drôle de « ca-caw » du monde naturel. Contrairement aux humains, les scientifiques pensent que la plupart des cris d’animaux sont involontaires et instinctifs – programmés à la naissance et provoqués par des signaux environnementaux externes, explique Liao. Des recherches sur les mésanges, par exemple, ont montré que les oiseaux en ajouteront plus « dee » à leurs cris d’alarme, en présence de prédateurs plus gros, mais cette tendance ne signifie pas nécessairement que les oiseaux chanteurs mesurent littéralement la taille des prédateurs avec leurs tweets. Au lieu de cela, il est possible que le nombre de « dees » corresponde au degré d’excitation provoqué par la présence d’un prédateur, et que les menaces plus importantes soient plus alarmantes. Liao souhaitait approfondir ce phénomène dans un environnement plus contrôlé, où un laboratoire artificiel lui permettrait, ainsi qu’à ses collègues, d’éliminer le rôle de la peur et de l’excitation instinctives.
La nouvelle étude sur les corneilles noires est la première à montrer explicitement que toute autre espèce que les humains peut associer les vocalisations volontaires à la compréhension de la quantité. Garder un œil sur les croassements « n’est pas comme compter le nombre de becs », dit Giorgio Vallortiga, neuroscientifique à l’Université de Trente en Italie qui a publié sur le calcul chez le poisson zèbre et les poussins nouveau-nés. Au lieu de cela, le suivi des vocalisations implique « du timing… et nécessite une mémoire et une planification approfondies », explique-t-il. “Il s’agit certainement d’une capacité cognitive avancée.”
Afin de prouver de quoi les corvidés étaient capables, Liao et ses co-auteurs ont entraîné trois corbeaux charognards à associer des chiffres arabes colorés (1, 2, 3 et 4) et des signaux auditifs neutres (c’est-à-dire des sons qui n’étaient liés à aucun menace ou proie naturelle) avec une série de vocalisations correspondantes et flexibles. Le processus a duré plus d’un an et s’est principalement déroulé par essais et erreurs, explique Liao. Les chercheurs présenteraient à chaque corbeau un numéro sur un écran ou un son préenregistré, puis récompenseraient l’oiseau avec de la nourriture si et quand il produisait le nombre correspondant d’appels.
Une fois l’entraînement terminé, les corbeaux ont été testés lors de séances répétées d’une à deux heures. Chaque oiseau, positionné devant un écran, lançait des essais en picorant une cible. Ensuite, un numéro apparaîtrait sur l’écran en réponse, ou un signal audio serait joué. Les corbeaux appelaient en réponse, puis picoraient une « touche Entrée » sur l’écran pour indiquer la fin de leur réponse. Si le nombre d’appels correspondait correctement à l’indice numérique, les corbeaux recevraient en récompense un délicieux ver de farine ou des granulés de graines pour oiseaux.
Au cours de 20 séances chacune, les trois corbeaux ont démontré qu’ils pouvaient aligner leurs vocalisations avec les signaux à un rythme beaucoup plus élevé que le hasard. La plupart du temps, les corbeaux ont eu raison : affichant une précision de 100 % en réponse au chiffre un, plus de 60 % de précision pour le chiffre deux, plus de 50 % pour trois et environ 40 % de précision pour le chiffre quatre. À l’aide d’un outil d’analyse informatique, les chercheurs ont en outre découvert que les premiers cris d’une série diffèrent considérablement en fonction du nombre d’appels à suivre, ce qui indique que les corbeaux planifient leur réponse et leur numéro d’appel dès le premier croassement. Enfin, les chercheurs ont évalué les traces où les corbeaux se trompaient et ont constaté que les erreurs se répartissaient en deux catégories : le bégaiement (où les oiseaux répètent un appel) et les sauts (où un oiseau en oublie un), ce qui suggère que lorsque les oiseaux se trompent, ils commencez généralement avec le bon plan en tête, puis perdez parfois le fil en cours de route.
Au total, leurs expériences suggèrent que les corneilles charognardes ont une capacité avancée d’émettre ou de retenir des vocalisations en réponse à des signaux arbitraires – décompteant à haute voix comme le font les tout-petits.
Il existe cependant certaines limites à l’étude. Les auteurs n’ont pas mesuré directement l’excitation, elle pourrait donc potentiellement être un facteur dans la réponse des oiseaux, explique Liao. Et il est possible que les oiseaux surveillent la durée des appels, et non les syllabes discrètes, dans leurs réponses, explique Cantlon. Si tel est le cas, ils n’ont peut-être pas réellement la capacité de comprendre les associations individuelles entre un appel et un certain nombre de choses, il se peut simplement qu’ils associent une durée à un stimulus. Des recherches supplémentaires seraient nécessaires pour en être sûr.
Liao prévoit de mener des expériences supplémentaires pour explorer la manière dont les corbeaux pourraient utiliser les nombres de vocalisations dans la nature, et espère également examiner les systèmes cérébraux sous-jacents qui soutiennent cette capacité nouvellement découverte. « La lignée aviaire a divergé de la lignée des primates il y a plus de 300 millions d’années. Nous avons développé des architectures cérébrales radicalement différentes. Ce serait très intéressant de voir comment différents cerveaux adoptent des comportements similaires.
À terme, ce que nous apprendrons sur les corbeaux pourrait nous aider à mieux nous comprendre. Les mathématiques sont une « caractéristique déterminante » de la cognition humaine, mais « ce n’est pas comme si nous avions inventé des façons de penser complètement uniques », explique Cantlon. « Tout ce qui concerne l’être humain a une histoire, et c’est quelque chose que nous pouvons observer chez les espèces modernes. Si nous regardons différentes branches de l’arbre évolutif, nous pouvons commencer à retracer l’histoire de notre propre pensée.
