O estudo de pássaro cantor traça paralelos com processamento de fala humana

Estudos anteriores de neurociência e psicologia mostraram que as expectativas do mundo das pessoas podem influenciar suas percepções, direcionando sua atenção para estímulos esperados ou reduzindo sua sensibilidade (ou seja, acuidade perceptiva) a variações nas categorias de estímulos que esperamos ser expostos.

Embora os efeitos das expectativas nas percepções agora estejam bem documentados, seus fundamentos neurais permanecem mal compreendidos.

Pesquisadores da Universidade da Califórnia San Diego (UC San Diego) realizaram um estudo envolvendo pássaros canoros que visam entender melhor como os preconceitos de expectativa na percepção formam a atividade e o comportamento do cérebro.

Suas descobertas, publicadas em Neurociência da naturezasugerem que as percepções dos pássaros canoros, como os dos seres humanos, são influenciados pelas expectativas, com sistemas sensoriais periféricos utilizando expectativas para melhorar a percepção sensorial e reter representações de alta fidelidade do mundo.

“Este trabalho foi inspirado por uma observação sobre a fala humana, a saber, que os ouvintes são capazes de compreender o discurso, embora exista um grande grau de variabilidade no som que entra em seus ouvidos”, disse Tim Sainburg, primeiro autor do artigo, ao Medical Xpress.

“Não apenas temos a tarefa de entender a fala em ambientes barulhentos, mas também precisamos lidar com a variabilidade no sinal de fala real”.

Sabe -se que os falantes humanos têm vozes diferentes, além de pronunciar muitas palavras de maneira diferente. Estudos anteriores sugerem que o cérebro humano possui mecanismos subjacentes robustos projetados para abordar essas diferenças, agrupando sons de fala em categorias perceptivas estáveis, um processo referido como “percepção categórica”.

“Um desses mecanismos é que usamos o contexto para sugerir e influenciar nossa percepção”, disse Sainburg. “O objetivo do nosso estudo foi entender como esse viés funciona em comportamento e no cérebro”.

Timothy Q. Laboratório da Gentner na UC San Diego, do qual Sainburg faz parte, geralmente examina o comportamento vocal e as percepções dos pássaros canoros. Isso ocorre porque os pássaros canoros são conhecidos por compartilhar muitas semelhanças com os seres humanos em termos de seu comportamento vocal, assim, estudá-los pode ajudar a entender melhor a fala humana e as percepções relacionadas à fala.

“Comportamentalmente, estávamos interessados ​​em como a expectativa prejudica a percepção nos pássaros cantores”, explicou Sainburg.

“Para estudar isso, precisávamos ser capazes de sintetizar os pássaros, então desenvolvemos modelos generativos de rede neural que poderiam criar músicas sintéticas. Depois, tocamos essas músicas de volta ao pássaro e modulamos suas expectativas sobre o que ouviriam”.

Os experimentos iniciais da equipe que utilizam os pássaros sintetizados mostraram que, da mesma forma que os seres humanos que estão ouvindo os outros falam, as percepções dos pássaros cantores enquanto ouvem os pássaros são tendenciosos por suas expectativas. Posteriormente, Sainburg, Gentner e seus colegas realizaram outros experimentos destinados a entender os processos cerebrais envolvidos nas percepções guiadas por expectativa que observaram.

“Investigamos a base neural registrando a atividade elétrica das populações de neurônios no cérebro, enquanto os pássaros ouviam e classificavam as canções sintéticas”, disse Sainburg. “Queríamos entender se o cérebro sensorial mostrou os mesmos sinais de viés que no comportamento, ou se esse viés ocorre em outros lugares”.

No geral, este estudo confirmou a hipótese de que as percepções da música dos pássaros cantores se assemelham às percepções da fala dos seres humanos. Especificamente, reuniu fortes evidências sugerindo que as percepções vocais dos pássaros canoros também são tendenciosos e influenciados pelas expectativas.

“Isso é importante porque muitas propriedades da fala humana são únicas”, disse Sainburg.

“O sistema de músicas do Songbird é realmente o modelo animal mais próximo que temos da linguagem humana de várias maneiras. Por exemplo, muitos pássaros canoros são aprendizes vocais e produzem sintaxe vocal complexa. Neste artigo, encontramos outra propriedade da fala humana que é compartilhada com pássaros cantores”.

A segunda descoberta importante deste estudo emergiu do segundo experimento da equipe, investigando a base neural da percepção categórica dependente do contexto em pássaros canoros. Enquanto seu primeiro experimento mostrou que as expectativas dos pássaros influenciaram como eles classificaram músicas, o segundo teve como objetivo determinar se os sistemas sensoriais dos pássaros refletiam essa mudança na percepção.

“Alguns pesquisadores levantaram a hipótese de que o cérebro sensorial integraria as expectativas com o som de entrada e, portanto, foi uma de nossas hipóteses entrando”, disse Sainburg.

“Para nossa surpresa, descobrimos que isso não é o caso. Em vez disso, o cérebro sensorial parece usar a expectativa de uma maneira mais inteligente, rededicando as respostas neurais ao foco em sinais relevantes e esperados, melhorando a acuidade perceptiva.

“Em seguida, deixa o viés do processamento a jusante, como regiões motoras e de tomada de decisão do cérebro.

Os resultados coletados por Sainburg, Gentnener e seus colegas poderiam em breve inspirar pesquisas adicionais com foco nos fundamentos neurais das mudanças de expectativa na percepção, tanto em pássaros e humanos. Esses esforços podem lançar mais luz sobre os meandros da fala e da percepção vocal, bem como seus processos cerebrais de apoio.

“Neste trabalho, mostramos que os pássaros canoros integram provedura provavelmente a percepção da música, mas que seus cérebros sensoriais permanecem imparciais”, acrescentou Sainburg.

“Ainda precisamos entender se essa é uma propriedade específica para o sistema auditivo de pássaros canoros, ou se o veremos em outras modalidades e espécies, como visão e linguagem humana”.

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