Les bébés apprennent à parler en imitant leurs parents – il suffit de demander à quiconque surprenant son enfant en train de répéter une obscénité censée de pas avoir été entendue. En étudiant ce qui se passe dans le cerveau pendant ce type d’apprentissage vocal, des chercheurs de l’Université du Texas Southwestern ont réussi à implanter des « souvenirs » dans le cerveau de pinsons zèbres, leur apprenant à chanter une chanson qu’ils n’avaient jamais entendue.
Les pères rossignols chantent à leurs poussins quand ils sont jeunes, et éventuellement les bébés oiseaux commenceront à les imiter. Avec le temps, ils maîtriseront la chanson et la transmettront à leur propre progéniture. D’une certaine manière, les pinsons zèbres montrent une version simplifiée du développement vocal humain.
Mais dans la nouvelle étude, les chercheurs ont contourné ce processus et ont directement manipulé le cerveau des jeunes pinsons, leur apprenant des parties d’une chanson sans aucun type de tutorat de leurs parents.
Ils y sont parvenus grâce à l’optogénétique, une technique où des éclairs de lumière sont utilisés pour stimuler certains neurones dans le cerveau. Dans ce cas, les scientifiques ont manipulé la connexion entre la partie du cerveau qui traite ce que l’animal entend et la partie qui contrôle le « moteur » vocal. En effet, ils créaient des souvenirs auditifs qui venaient normalement de l’extérieur, et l’oiseau essayait naturellement d’imiter les signaux.
Les chercheurs ont utilisé une sorte de code morse pour enseigner aux pinsons la longueur des syllabes de la chanson. De plus longues impulsions de lumière leur disaient de chanter des syllabes plus longues, et vice versa. Et bien sûr, les oiseaux ont fini par apprendre à chanter, même s’ils n’avaient jamais été éduqués par un diamant mandarin adulte.
Une infographie expliquant le fonctionnement de l’étude
Cela dit, le chant lui-même est beaucoup plus simple que tout ce que les oiseaux chanteraient naturellement. La longueur des syllabes n’est qu’une partie d’une composition musicale complexe, et les chercheurs disent qu’ils ne savent toujours pas quelles parties du cerveau contrôlent d’autres aspects comme la hauteur et les ordres de chaque son.
« Nous n’enseignons pas à l’oiseau tout ce qu’il a besoin de savoir – seulement la durée des syllabes dans son chant « , souligne Todd Roberts, chercheur principal de l’étude. « Les deux régions du cerveau que nous avons testées dans cette étude ne représentent qu’une pièce du puzzle. Si nous trouvons ces autres voies, nous pourrions hypothétiquement apprendre à un oiseau à chanter son chant sans aucune interaction de la part de son père. Mais on est loin d’y arriver. »
Ce n’est pas la première fois que les scientifiques parviennent à implanter efficacement des souvenirs dans le cerveau des animaux. L’an dernier, une équipe a montré que les comportements appris pouvaient être extraits d’un escargot marin et injectés dans un autre, de sorte que l’escargot récepteur réagissait à un stimulus de la même manière que l’escargot donneur – même si le receveur ne l’avait jamais rencontré auparavant lui-même.
L’équipe chargée de la nouvelle étude affirme que les travaux pourraient ouvrir la voie à l’étude et au traitement potentiel de certains troubles de la parole chez les humains, mais qu’il reste encore beaucoup à faire parce que les voies humaines sont beaucoup plus complexes.
